DE2263803A1

DE2263803A1 - Gitter fuer beleuchtungsarmatur

Info

Publication number: DE2263803A1
Application number: DE2263803A
Authority: DE
Inventors: Poul Willumsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-01-04
Filing date: 1972-12-28
Publication date: 1973-07-12
Also published as: GB1390344A; SE400359B; DK130937C; DK130937B; MY8400236A; US3808421A; DE2263803B2; SE7708167L; SE400359C

Description

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Poul V/illumsen, Lyngb;/, Dänemark

GITTER FÜR BELEUCHTUNGSARMATUR

Eine Beleuchtungsarmatur zur Verwendung in einem Rahmen mit einer oder mehreren Lichtquellen und einer Anzahl selbsttragenden Reflektorkörpern oder Gittern ist bekannt. Solche Gitter können eine Richtungswirkung haben, wie es von den sogenannten Niederhelligkeitsgi ttern her bekannt ist, die einen kontrollierten Lichtstrom auf ein begrenztes, beleuchtetes Gebiet hinabwerfen, oder sie können als Abschirmgitter ausgebildet sein, die eine diffuse Raumbeleuchtung gewähren. Bei den sogenannten Niederhelligkeitsgittern sind alle senkrechten Flächen des Gitters als Parabelbogenflachen ausgebildet, wodurch das Gitter die Lichtquelle gegen direkte Ansicht abschirmt, und das Gitter hat ein trübes, halbgraues Aussehen in Seitenansicht. Diese Niederhelligkeitsgitter gewähren einen kontrollierten Lichtstrom, erleuchten also nur einen begrenzten Bereich. Die bekannten Abschirmgitter, die aus einer Anzahl zueinander rechtwinkligen planparallelen senkrechten Flächen bestehen, ergeben einen diffusen Lichtstrom, der einen Raum erleuchtet, aber bei diesem Gitter kann man unter gewissen Winkeln die eigentlich?Lichtquelle sehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gitter zu schaffen, das sowohl von einem Niederhelligkeitsgitter als auch von eines Abschirmgitter herrührende Eigenschaften aufweist. Durch das er-· findungsgemässe Gitter erzielt man teils einen kontrollierten Lichtstrom auf einen primär beleuchteten Gegenstand, teils eine Raumbeleuchtung. Eine Armatur mit einem solchen Gitter kam teils

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eine starke Beleuchtung des Gegenstandes unter der Armatur geben, teils gleichzeitig eine genau angepasste Lichtstärke in all den Richtungen haben, aus denen die Armatur gewöhnlich betrachtet wird, so dass man einerseits mit Sicherheit eine Blendung von der Armatur vermeidet und andererseits erreicht, dass sie so hell wirkt, dass sie als ein architektonisch richtiger Bestandteil des Raumes, in dem sie sich befindet, empfunden wird, indem man ein klares Gefühl dessen hat, woher das Licht kommt. Ein Gitter dieser Art lässt sich im Gegensatz zu bisher bekannten Leuchtstoff-Röhrenarmaturen für sowohl Decken- als auch Wandbeleuchtung benutzen.

Das Gitter für Beleuchtungsarmatur für Deckenbeleuchtung oder Wandbeleuchtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter aus einem System äquidistanter, offener, röhrförmiger Körper mit sowohl "äusseren konvexen, spiegelnden Flächen als auch inneren konkaven, spiegelnden Flächen besteht, wobei die Flächen einfach oder doppelt gekrümmt sind und jeweils eine Mantelkurve aufweisen, deren Krümmungsradius unveränderlich ist oder bei Entfernung von einer Lichtquelle zunimmt, und die KrümmungsZentren der Mantelkurven beider Flächen in Richtung auf das Röhreninneren vorgesehen sind, und dass das der Lichtquelle zugekehrte Ende des rohrförmigen Körpers ein kleineres Innenquerschnittsareal aufweist als das der Lichtquelle abgekehrte Ende und dass schliesslich das Gitter so aufgebaut ist, dass der einfallende Lichtstrom sowohl durch als auch um die rohrförmigen Körper transmittiert wird. Mittels eines solchen Gitters wird erreicht, dass der von der Lichtquelle kommende Lichtstrom teils durch die rohrförmigen Körper hindurchgeht und auf den primär zu beleuchtenden Gegenstand

als ein kontrollierter Lichtstrom hinabgelenkt wird, teils dass ein gewisser prozentualer Teil des Lichtstroms das Gitter ausserhalb der rohrförmigen Körper passiert, indem er durch die Zwischenräume zwischen diesen hindurchgeht, wo sich der Lichtstrom gegen die äusseren konvexen Flächen spiegeln und durch die der Lichtquelle entlegensten Offnungen der Zwischenräume hindurch als ein diffuser Lichtstrom hinausströmen wird. In Seitenansicht wird das Gitter den Eindruck einer Anzahl dunkler Felder, die von den seitwärts kein Licht auswerfenden rohrförmigen Körpern herrühren, und einer Anzahl leuchtender

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Flächen, die von dem von den Aussenflachen diffus ausgeworfenen Lichtstrom herrühren, geben.

Das Gitter ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper Drehkörper sind, deren Mantelkurven im wesentlichen Parabelbogenstücke sind, und dass die Mantelkurve für die äussere konvexe Fläche mit der Mantelkurve für die innere konkave Fläche konform sein kann und insbesondere dass der Körper ein Drehkörper ist., dessen Drehachse einen gegebenen Winkel zur Hauptachse einer Kurve der Formel y = ρ · χ¹¹ bildet, wovon die Mantelkurve ein Teil ist. Das Gitter ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Kurve, wovon die Mantelkurve des Drehkörpers ein Teil ist, eine Parabel zweiten Grades ist. Dadurch wird erreicht, dass der Lichtstrom durch die Körper in einer sicheren, kontrollierten Weise verteilbar ist, indem man entv/eder matematisch berechnen, oder durch Versuche den Lichtstrom durch die Körper regeln kann.

Das Gitter ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Brennpunkt der Mantelkurve auf oder in der Nähe der der Lichtquelle zunächst befindlichen Kante des Drehkörpers liegt. Dadurch wird eine sichere Lichtverteilung des Lichtstromes durch den Körper gewährleistet. Weiterhin ist die der Lichtquelle entfernteste Kante des Körpers im Verhältnis zur geometrischen Höhe des Körpers dadurch festgelegt, dass Lichtstrahlen, dis von der der Lichtquelle zunächst befindlichen Kante ausgehen und einen gegebenen Winkel zur Achse des Körpers aufweisen, gerade die Parabelbögen in ihren der Lichtquelle entfemtesteii Punkten abschneiden. Dadurch erzielt man, dass der ganze Lichtstrom, der durch die der Lichtquelle zunächst befindlichen öffnung gelangt, als kontrolliertes Licht durch die der Lichtquelle entfernteste Öffnung unter einem erwünschten gegebenen Winkel hinausströmt.

In einer anderen Ausführungsfcrm ist das erfindungsgemasse Gitter dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper im Querschnitt die Form eines ebenen oder sphärischen Polygons mit zwei Seiten haben, und dass die konvexen und konkaven Flächen der Körper Mantelkurven aufweisen, welche Ellipsen-, Hyperbel- oder Parabolbogenstücke sind, und dass die Mantelkurven für die Flächen eine Parabel zweiten Grades sind. Indem man somit die Form der einzelnen Körper variiert, lässt sich die Menge des kontrol-

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lierten Lichtstromes im Verhältnis zur Menge des von der der Lichtquelle entferntesten Fläche des Gitters ausgehenden diffusen Lichtstromes ändern,

Die zweite Ausführungsform ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennpunktgerade oder ein Brennpunkt für eine Fläche im wesentlichen auf der der Lichtquelle zunächst befindlichen Kante des Körpers und der betreffenden Fläche gegenüber liegt. Dadurch erreicht man eine sichere Verteilung des von der Lichtquelle her in den Körper einfallenden Lichtstromes.

Das Gitter gemäss der zweiten Ausführungsform ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die der Lichtquelle entfernteste Kante des Körpers im Verhältnis zur geometrischen Höhe des Körpers dadurch festgelegt ist, dass Lichtstrahlen, die von der der Lichtquelle zunächst befindlichen Kante ausgehen und eine Neigung eines gegebenen V/inkels - beispielsweise von 45 - zum Gitter haben, gerade die Parabelbögen in ihren der Lichtquelle entferntesten Punkten abschneiden. Dies hat zur Folge, dass der ganze in den Körper eintretende Lichtstrom als ein kontrollierter Lichtstrom von derjenigen Fläche des Gitters, die von der Lichtquelle am weitesten entfernt liegt, hinausströmt.

Die obigen Gitter sind weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper gegossen, geleimt oder in anderer Weise gegenseitig angeordnet sind, so dass sie ein Ganzes in einem gegebenen Muster bilden, das durch die erwünschte lichttechnische Wirkung bestimmt ist. Dadurch erzielt man, dass die Menge des kontrollierten Lichtes im Verhältnis zur Grosse des Körpers höher als die Menge durchströmenden diffusen Lichtes ist, indem das Areal der Zwischenräume zwischen den einzelnen Körpern möglichst gering wird.

Das Gitter ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper gegenseitig befestigt sind, so dass ihre geometrischen Mittelpunkte - sowohl in Richtung von der Lichtquelle aus als auch von der anderen Seite des Gitters zur Lichtquelle hin gesehen - ein planpolygonales oder sphärisch polygonales Muster bilden. Dadurch wird gewährleistet, dass das Gitter eine Ausführungsform erhält, die ihm sowohl bei eingeschalteter als auch ausgeschalteter Beleuchtung ein ansprechendes Aussehen verleiht, was aus verkaufstechnischen Gründen von erheblicher Bcdeut-

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ung ist.

Das Gitter ist ausserdem dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper mit einem an sich bekannten Abschirmgitter mit zueinander rechtwinkligen planparallelen Wänden vergossen oder in anderer Weise in diesem angeordnet bzw* durch dieses gegenseitig verbunden sind. Infolge dieses Merkmals kann man das Verhältnis zwischen dem durchströmenden kontrollierten Lichtstrom und dem durchströmenden diffusen Lichtstrom regulieren.

Die eben vorerwähnte Ausführungsforffi ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper so eingesetzt sind, dass ihre Drehachse mit einem entnommenen Kreuz im Abschirmgitter zusammenfällt, oder dass die einzelnen Körper so eingesetzt sind, dass ihre Drehachse mit der Schnittlinie der horizontalen Diagonalen für die einzelnen Offnungen des Abschirmgitter3 zusammenfällt. Dadurch erreicht man ein einfaches geometrisches Muster, das sich leicht herstellen lässt«.

Das Gitter weist auch das erhebliche Merkmal auf, dass das Abschirmgitter eine geringere Höhe hat als die einzelnen Körper. Dadurch wird gewährleistet, dass das Abschirmgitter keinen Teil des Lichtstromes daran hindert, die der Lichtquelle zunächst befindliche Öffnung der Körper zu treffen, wie man auch sicherstellt, dass ein möglichst grosser prozentualer Teil des Lichtstromes von der Lichtquelle das Abschirmgitter trifft und weiterhin, dass di'ü Anzahl von Spiegelungen herabgesetzt wird, bevor der diffuse Lichtstrom diejenige Fläche des Gitters verlässt, die von der Lichtquelle am weitesten entfernt liegt.

Das Gitter ist ausserdem dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Werkstoff hergestellt ist, welches sich zu Platten ausbilden lässt, beispielsweise Kunststoff. Dieser Werkstoff kann auch Glas oder Metall sein, was jedoch nicht zweckmässig 1εΐ_:; weil dies dem Gitter ein unnötig hohes Gewicht verleiht; durch Verwendung von Kunststoff erreicht man, dass sich das Gitter in einem einfachen Arbeitsvorgang ausführen lässt, beispielsweise durch Giessen.

Weiterhin ist das Gitter dadurch gekennzeichnet; cIssf der Spiegelbelag aus einer Metallisierung der ¥erkstoifobirJ:Iäche oder aus einer an sich .beiderseits apisgslnden Fläche L-^steht, welche auf der einen oder den beiden Seitenflächen mit einem

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durchsichtigen Material überzogen ist. In der bevorzugten Ausführungsform zieht man eine Metallisierung der Werkstoffoberfläche vor, indem dies den geringsten Lichtverlust zur Folge hat.

Ein anderes Merkmal des Gitters ist, dass beim Spiegelbelegen gewisser Flächen, beispielsweise aller Flächen ausserhalb der Innenseiten des Körpers, ein Farbpigment zugegeben werden kann. Dadurch wird gewährleistet, dass der kontrollierte Lichtstroni von der Lichtquelle auf den primär beleuchteten Gegenstand möglichst gross ist, während man durch die Tönung, die durch Zugabe eines Farbpigments erreicht wird, eine kleine Dämpfung des diffusen Lichtstromes erzielt, so dass der diffuse Lichtstrom nicht als kalt gespiegeltes Licht, sondern als eine warme angenehme Raumbeleuchtung aufgefasst wird.

Der Ausführungsform nach weist das Gitter auch das erfindungsgemässe Merkmal auf, dass sich das transraittierte Licht teils als ein kontrollierter Lichtstrom - entsprechend an sich bekannten Niederhelligkeitsgittern, d.h. Gittern, wobei die Seitenflächen im wesentlichen Parabelflächen ausmachen -,teils sich als ein diffuser Lichtstrom verteilt entsprechend der Lichtstromverteilung bei an sich bekannten Abschirmgittern, d.h. Gittern, wobei die Seitenfläche im wesentlichen aus planparallelen Flächen besteht, und dass es eine Lichtverteilungskurve im wesentlichen wie in Fig. 11 gezeigt und nachstehend näher beschrieben aufweist.

Das Gitter ist schliesslich dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtverteilungskurve in einem polaren Koordinatensystem um die O -Achse symmetrisch ist und dass sie als eine geschlossene Kurve unter der 9o^o-Achse^als^enorizontafer Tangente verläuft und im übrigen eine im wesentlichen birnenförmige Kurve mit einem markierten Eindrücken des oberen Teils der birnenförmigen Kurve ist, also so dass die birnenförmige Kurve zwei Wendepunkte beiderseits der Symmetrieachse im oberen Teil der birnenförmigen Kurve aufweist, oder aber dass die Lichtverteilungskurve die Form eines Birnenschnittes mit einer prägnanten Erweiterung am Stengel hat, welche der Kurve die Perm eines Längsschnitts in einer Babuschkapuppe verleiht * Diese Lichtverteilungskurve ist bei keiner bisher zugänglicher, Leuchtstoffröhrenarmatur bekannt und muss somit als eine neue, überraschende Wirkung des erfind-

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ungsgemässen Gitters bezeichnet werden. Dies geht auch hervor, falls man "British Zonal Classification" studiert, die von der "Illuminating Engineering Society" im "I.E.S. Technical Report No. 2: The Calculation of Utilisation Factor - the B.Z. Method", London, revised edition February 1971 beschrieben ist, und deren Lichtverteilungskurven für Vergleichsmessung mit anderen Armaturen alle eine im wesentliche!spitze ovale Form besitzen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemässes Gitter für Beleuchtungsarmatur für Deckenbeleuchtung oder Wandarmatur im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 gesehen,

Fig. 2 Ausschnitt aus einem Gitter Nach Fig. 1 in Richtung von der Lichtquelle aus gesehen,

Fig. 3 ein anderes erfindungsgemässes Gittei¹ im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4 gesehen,

Fig. 4 Ausschnitt aus einem Gitter nach Fig, 3 in Richtung von der Lichtquelle aus gesehen,

Fig. 5 Konstruktion eines Drehkörpers für die Armatur in Fig. 1, bezeichnet V, und Konstruktion der Flächen in Fig. 3>

Fig. 6 den Durchgang des Lichtes durch eine Drehparabel wie im Gitter benutzt,

Fig. 7 Lichtverteilung für eine unacgeschirmte Leuchtstoffröhre ,

Fig. 8 zwei Beispiele für Lichtverteilungskurven für Leuchtstoffröhrenarmatur, wobei das Gitter aus planparallelen Flächen besteht, welche im wesentlichen von der Lichtquelle auf den beleuchteten Gegenstand gerichtet sind,

Fig. 9 Lichtverteilungskurve für Armatur mit zwei Leuchtstoffröhren, die bei Winkeln von mehr als 45° abschirmen,

Fig. Io Lichtverteilungskurve von einem Versuch im Lichttechnischen Laboratorium,

Fig. 11 Lichtverteilungskurve von einem Versuch im Lichttechnischen Laboratorium mit der charackteristisciien Form der Lichtverteilungskurve des erfindungsgemässen Gitters.

Aus Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemässes Gitter 1 ersichtlich, wobei die Bezugsziffer 2 Drehkörper mit sowohl äusseren, konvexen, spiegelnden Flächen 3 als auch inneren, konkaven, spiegeln-

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den Flächen 4 bezeichnet. Die einzelnen Körper 2 sind an einem Abschirmgitter befestigt oder mit diesem einstückig vergossen, und das Abschirmgitter besteht aus einer Anzahl zueinander rechtwinkliger, stellenweise unterbrochener Wände 6, 7. Wie aus Fig. 2 klar hervorgeht, ist jede zweite der Wände 6, 7 durchgehend und jede zweite der Wände 6, 7 durch Körper 2 unterbrochen. Die Wände 6, 7 sind auf allen Flächen spiegelnd. Die Wände 6, 7 sind kürzer als die Körper 2 und gehen von der der Lichtquelle 5 entferntesten Kante B aus. Die Körper 2 können auch in den rechtwinkligen Vierecken des Abschirmkörpers angebracht werden, so dass die Drehachse der Körper mit dem Schnittpunkt der Diagonalen zusammenfällt, beispielsweise in einem Schachbrettmuster. Gegebenenfalls kam das Abschirmgitter ganz weggelassen werden, und die einzelnen Körper können an ihrer der Lichtquelle 5 entferntesten Kante B gegenseitig befestigt sein.

Die Körper 2 sind Drehkörper mit einer Mäntelkurve, deren Krümmungsradius in Richtung von der Lichtquelle 5 weg wächst, und mit KrümmungsZentrum für¹ ihre Mantelkurve in Richtung aus das Röhreninnere. In der hier besonders gezeigten Ausbildung besteht die Mantelkurve aus Parabelbogenstücken einer Parabel zweiten · 'Grades. Die Mantelkurve und die Konstruktion der Körper werden nachstehend in weiteren Einzelheiten erläutert werden.

In Fig. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Gitters gezeigt. Das Gitter 1 setzt sich hier aus einer Anzahl Körpern 2^f zusammen, die im Querschnitt die Form eines Quadrats aufweisen und durch ihre der Lichtquelle entfernteste Kante gegenseitig verbunden sind. Andere Planpolygone oder sphärische Polygone können jedoch auch benutzt werden, um das Querschnittsmuster zu geben. Flächen 3', 4· der Körper 2^! sind spiegelnd und im gezeigten Beispiel einfach gekrümmt, mit einer Mantelkurve, deren Krümmungsradius bei Entfernung von einer Lichtquelle 5 zunimmt und mit KrümmungsZentrum für die Mantelkurve in Richtung auf das Röhreninnere. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Mantelkurven Parabelbogenstücke einer Parabel zweiten Grades. Es sei bemerkt, dass zusammenstossende Ecken der einzelnen Flächen, 3', 4' der Form nach gewölbten Walmdächern ähneln.

In der in Fig. 3 und 4 gezeigten Konstruktion wird das vorerwähnte Abschirmgitter weggelassen, indem die äusseren konvexen

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Flächen der einzelnen Körper in jedem einzelnen Feld ein Abschirmgitterfeld mit im wesentlichen der gleichen lichttechnischen Wirkung bilden wie ein entsprechendes Feld in einem Abschirmgitter bekannter Konstruktion.

Die hier gezeigten Konstruktionen sind in grösseren.oder kleineren Sektionen aus Kunststoff gegossen und dann miteinander vereinigt und verleimt worden. Danach wird das Fertiggitter auf allen Flächen mit einem stark reflektierenden Werkstoff, beispielsweise Aluminium metallisiert, worauf das Gitter gegebenenfalls in eine geeignete Beize eingetaucht wird, um die spiegelnde Fläche Korrosion u.a.m. gegenüber haltbar zu machen. Eine andere Ausführungsform besteht· darin, das Gitter aus spiegelnden Flächen zu konstruieren, die dann mit einem durchscheinenden Material, beispielsweise klarem Kunststoff, überzogen werden. Diese letztere Lösung ergibt jedoch eine etwas teurere und schwerere Armatur und ist daher nicht zweckmässig.

Um den Lichtstrorn ausserhalb der Körper 2, 2' zu dämpfen oder zu tönen, lassen sich die Zwischenräume 8, 8¹ zwischen den Körpern mit einer durchscheinenden Platte aus einem Werkstoff, beispielsweise Kunststoff oder Glas, abdecken, dem ein Farbstoff zugesetzt worden ist. Eine andere Möglichkeit für die Abdämpfung des Lichtsti'oms um die Körper besteht in der Zugabe eines Pigmentes für die Metallisierung der Aussenflache 3, 3¹ der Körper und für die zueinander rechtwinkligen planparallelen Wände 6, 7· Aus Fig. 5 geht die Konstruktion der Mantelkurve für die

Flächen 3, 4 und 3'» 4¹ hervor. Eine Parabel P der Formel

ρ
7 = ρ * x mit der Hauptachse A wird in an sich bekannter Weise gezeichnet. Durch den Brennpunkt B-, der Parabel wird eine Gerade mit dem Winkel V zur Hauptachse gezogen, welche Gerade die Parabel P in Bp schneidet. Das Mittellot C auf E-. and Bp wild gezeichnet, und das Parabelbogenstück BpDp wird mit dem Mittellot C als Symmetrieachse in BnD₁ übergespiegelt. Die der Lichtquelle 5, 5' zunächst befindliche Kante wird durch die Gerade B-,B-, bestimmt,

Ic

während die der Lichtquelle 5, 5' entfernteste Kante durch Ziehen von Geraden von B-, und Bp mit dem Winkel V zum Mittellot bestimmt wird. Der Schnittpunkt dieser Geraden mit der ursprünglichen Parabel bzw. der gespiegelten Parabel bestimmt die der Lichtquelle 5, 5' entfernteste Kante des Körpers, Falls man Drehkörper

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wünscht, wird das Mittellot C als Drehachse "benutzt. Bei anderen Querschnitten des Körpers 5 wird die Kurve längs der erwünschten Kurve im Raum verschoben.

Der Durchgang des Lichtes durch ein optisches System mit Innenparabelflachen wird im nachstehenden Text, der vom Lichttechnischen Laboratorium, der polytechnischen Lehranstalt, der Technischen Hochschule Dänemarks erteilt worden ist, unter Hinweis auf Fig. 6 näher erläutert.

"Fig. 6 zeigt ein optisches System mit derjenigen Eigenschaft, dass die Oberseite des Systems unter einem beliebigen Einfallswinkel treffendes Licht die Unterseite des Systems unter einem Winkel mit senkrechter Linie verlassen kann, welcher immer kleiner als oder gleich V ist.

Das System besteht aus entgegengesetzten spiegelnden Flächen, deren senkrechte Schnittlinien Parabeln P-, und Pp ausmachen.

Diese Parabeln sind um die senkrechte Achse des Systems symmetrisch, wie vorstehend erläutert. Bei einem rotationssymmetrischen System können die Parabeln dazu gebracht werden, einander zu decken.

Die Parabel P-. hat den Brennpunkt B-, und die Achse A-, , welche den Winkel V mit senkrechter Achse bilden.

Die Parabel Pp, die mit P₁ symmetrisch ist, ist so angebracht dass sie den Brennpunkt B-, für die Parabel P-, passiert. Aus Cymmetriegründen muss der Brennpunkt Bp für die Parabel Pp daher auf der Parabel P-, liegen.

Nur derjenige Teil der Parabel Pp, der in der Figur voll ausgezogen ist und zwischen dem Brennpunkt B-, und dem Schnittpunkt mit der Geraden Lp liegt, welche dadurch bestimmt ist, dass die durch den Brennpunkt Bp von P₂ passiert und den Winkel V mit senkrechter Achse bildet, wird benutzt.

Das entsprechende Stück von P-, wird benutzt. Die Wirkungsweise des Systems ist folgende:

Eine imaginäre Lichtquelle wird im Brennpunkt B-, angebracht. Diejenigen Strahlen, die von dieser Lichtquelle die Öffnung B des Systems treffen, verlassen unmittelbar das System in Richtungen, die einen Winkel mit senkrechter Achse bilden, welcher kleiner als V ist. Sämtliche Strahlen, die von B₁ die Parabel P₁ treffen, werden in einer Richtung reflektiert, die den Winkel V

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mit senkrechter Achse bildet. Strahlen, die von B-, die Parabel V₉ treffen, müssen auch in Richtungen reflektiert werden, die kleine Winkel mit senkrechter Achse bilden.

Befindet sich die Lichtquelle auf der Gerade zwischen B, und Bp, wird nur derjenige Strahl, der die Parabel P-, in Bp trifft, unter dem Winkel V reflektiert werden. Sämtliche anderen Strahlen werden unter anderen Winkeln ausgesandt werden.

Für Lichtquellen, die sich über der Gerade B-,-Bp befinden, gilt dasselbe, und es ist folglich ersichtlich, dass kein Lichtstrahl das System in Richtungen verlassen kann, die einen Winkel mit senkrechter Achse grosser als V bilden.

Die Öffnung B des Systems wird beliebig gewählt; das Verhältnis zwischen der Höhe H und der Öffnung B ist aber geometrisch bestimmt, indem die Geraden L-, und Lp, die den Winkel V mit senkrechter Achse bilden, gerade die Parabeln F η und Pp in ihren oberen und unteren Punkten schneiden sollen, wie vorstehend erläutert". ■

Das Lichttechnische Laboratorium, die Polytechnische Lehranstalt und die Technische Hochschule, Dänemark haben eine Messung photometrischer Eigenschaften des erfindungsgemässen optischen Gitters vorgenommen. Das Messprincip ist auf den Seiten 79 bis 88 der Zeitschrift "Lampetten" Nr. 4/1967, die von der Lichttechnischen Gesellschaft Dänemarks herausgegeben wird, näher beschrieben. Das Prinzip der Messmethode beruht darauf, dass eine besondere Photozelle benutzt wird, die mindestens die gleiche Grosse wie die Armatur aufweist und so ausgebildet ist, dass sie nun dem Licht gegenüber empfindlich ist, das in sie senkrecht zur Oberfläche einfällt, so dass man u.a. den Abstand von der Armatur zu der messenden Photozelle reduzieren kann.

Eine Photozelle, die nur gegen senkrecht einfallendes Licht empfindlich ist, misst die tatsächliche Lichtstärke der Armatur unter der Voraussetzung, dass die Photozelle mindestens dieselbe Grosse wie die Armatur aufweist und die Empfindlichkeit der Zelle auf der ganzen Oberfläche gleich ist, indem jedes Oberflächenelement der Zelle die Lichtstärke des entsprechenden OberflächeKelementes der Armatur misst. Die Summation erfolgt dann in der Photozelle. Diese Lichtstärkemessung ist offensichtlich von dem Abfand zwischen der Armatur und Zelle ganz unabhängig, und die Zelle lässt sich daher so dicht an der Armatur anbringen, wie dies

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mechanisch möglich ist.

Hierfür ist eine besonders aufgebaute Photozelle benutzt worden, die aus einem weissen Innenhohlraum besteht, dessen eine ebene Seite ein Gitter ist, das das Passieren von Licht, welches das Gitter innerhalb eines sehr kleinen Winkels zur Normale trifft, gestattet. Dasjenige Licht, das durch das Gitter in den Hohlraum eindringt, wird von dessen weissen Flächen reflektiert und mit einem Photomultiplikator summiert und gemessen. Um sicherzustellen, dass das Lieh in die Photozelle im wesentlichen senkrecht zu dieser einfällt, ist ein besonderer Steuerraster hergestellt worden, der aus acht etwa 1 cm dicken Schichten besteht, die je-"weils auf der der Lichtquelle zugekehrten Fläche ein Loch aufweisen; die Löcher sind gegenseitig zentriert, so dass sie einen Lichtstrahl von der Armatur auf die Photozelle hinabsteuern. Die eingentliche Messung erfolgt dadurch, dass die Photozelle 36o° um die zentral angeordnete Armatur gedreht wird. Es sei angeführt, dass die Commision International d'Eclarage comite E.-2.3, Photometric Requirements for Luminaries das Messprinzip anerkannt hat.

Bei dem mit dem erfindungsgemässen Gitter durchgeführten Versuch wurde das Gitter so angeordnet, dass seine Ebene einen Winkel von 45 mit der Photozelle bildete und der Transmissionsfaktor bzw. die Lichtverteilungskurve des Gitters gemessen wurden.

Vor Messung der Lichtverteilung für das Gitter wurde ein Vergleichsversuch vorgenommen, der die Lichtverteilung für die auf das Gitter einfallende Strahlung zeigte.

Zur Beurteilung der Erfindung zeigen Fig. 7, 8 und 9 Lichtverteilungskurven teils für eine Leuchtstoffröhre ohne Armatur, teils für übliche bisher benutzte Leuchtstoffröhrenarmaturen. Fig. 7 bis 9 sind aufgrund der von dem Aschehoug Dansk Forlag, Kopenhagen I967/1968 herausgegebenen Hefte "Lys og Belysning" (Licht und Beleuchtung) Nr. 3, 4 und 5> Seiten 3 bis 29, 5 bis 25 bzw. 4 bis Io wiedergegeben. Aus Fig. 8 und Fig. 9 ist klar ersichtlich, dass die Lichtverteilungskurven für die bisher allgemein benutzten Leuchtstoffröhrenarmaturen im wesentlichen konvex sind.

Vergleicht man diese Kurven mit der Lichtverteilungskurve in Fig. 11, die eine Lichtverteilungskurve des erfindungsgemässen

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Gitters zeigt, sieht man, dass das erfindungsgemässe Gitter eine Lichtverteilungskurve hat,die im wesentlichen "birnenförmig ist oder die Form einer Babuschkapuppe aufweist, d.h. mit einem markierten Eindrücken des oberen Teils der birnenförmigen Kurve und also so, dass die birnenförmige Kurve zwei Wendepunkte beiderseits der Symmetrieachse im oberen Teil der birnenförmigen Kurve hat und dass die Birnenfigur eine prägnante Erweiterung am Stengel aufweist. Die vom Lichttechnischen Laboratorium erhaltene Beschreibung der Untersuchung lautet:

"Gegenstand: Eingebautes verspiegeltes Gitter, Fabrikant Poul Willumsen. Untersuchungsausmass: Messung photometrischer Eigenschaften für optisches Gitter.

Ein Gitter, das unter einer Armatur verwendet wird, wird ausser Transmission von Licht auch dieses reflektieren. Das reflektierte Licht wird in der Armatur zurückgehen und daher bis zu einem gewissen Grade das Gitter wieder treffen und transmittiert werden. Die Gesamttransmission des Gitters wird daher in gewissem Masse von der Konstruktion derjenigen Armatur abhängen, an die es montiert ist.

Um eindeut ge Messergebnisse zu erhalten, sind die Gitter daher in einer solchen Weise mit diffusem Liclfc von oben beleuchtet, dass das von der Oberfläche der Gitter reflektierte Licht in keinem merkberen Masse zu den Gittern wieder zurückreflektiert werden kann.

Der Transmissionfaktor eines Gitter ist das Verhältnis zwischen dem transmittierten Lichtstrom und dem einfallenden Lichtstrom. Der Transmissionsfaktor kann beim Vergleich verschiedener Gitter benutzt werden, lässt sich aber nicht ohne weiteres für eine Beurteilung des Wirkungsgrades einer wirklichen Armatur anwenden.

Die Lichtverteilungskurve für die auf das Gitter einfallende Strahlung ist so gezeichnet, dass die Kqchstlichtstärke Io Teilungen beträgt. Von dieser Bestimmung des Masstabverhältnisses aus sind die Lichtverteilungskurven für die Gitter gezeichnet worden.

Messergebnis:

Der Transmissionsfaktor für das Gitter beträgt 55%. Die gemessenen Lichtverteilungen sind in Kurvenform beigefügt."

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Es liegt auf der Hand, dass ein Gitter mit der gezeigten Lichtverteilungskurve, wie in der Beschreibung angegeben, in vielen anderen Weisen ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsformen sind auch vom Erfindungszweck umfasst ,weil sie aufgrund der in der vorliegenden Beschreibung enthaltenen Ausführungen für einen Fachmann naheliegend sein werden.

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Claims

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Patentansprüche.

( 1.) Gitter für Beleuchtungsarmatur für Deckenleuchtung oder Wandbeleuchtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (1) aus einem System äquidistanter, offener, röhrförmiger Körper (2) mit sowohl äusseren konvexen, spiegelnden Flächen (3) als auch inneren konkaven, spiegelnden Flächen (4) besteht, wobei die Flächen einfach oder doppelt gekrümmt sind und jeweils eine Mantelkurve aufweisen, deren Krümmungsradius unveränderlich ist oder bei Entfernung von einer Lichtquelle (5) zunimmt und die Krümmungszentren der Mantelkurven beider Flächen in Richtung auf das Röhreninnere vorgesehen sind, und dass das der Lichtquelle (5) zugekehrte Ende des rohrförmigen Körpers (2) ein kleineres Innenquerschnittsareal hat als das der Lichtquelle abgekehrte Ende, und dass schliesslich das Gitter so aufgebaut ist; dass der einfallende Lichtstrom sowohl durch als auch um die rohrförmigen Körper transmittiert wird.

2. Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper Drehkörper sind.

3. Gitter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelkurven im wesentlichen Parabelbogenstücke sind und dass die Mantelkurve für die äussere konvexe Fläche (3) mit der Mantelkurve für die innere konkave Fläche (4) konform sein kann.

4. Gitter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein Drehkörper ist, dessen Drehachse (C) einen gegebenen Winkel (V) zur Hauptachse (A) einer Kurve der Formel y = ρ · xⁿ bildet, deren die Mantelkurve Bestandteil macht.

5. Gitter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Kurve, deren die Mantelkurve (Ρ-^,Ρ2) des Drehkörpers Bestandteil macht, eine Parabel zweiten Grades (P) ist und dass die Drehachse (C) einen gegebenen Winkel (V) zur Hauptachse (A) bildet.

6. Gitter nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennpunkt (B-, ) der Mantelkurve (P-, ) auf oder in der Nähe der der Lichtquelle (5) zunächst befindlichen Kante des Drehkörpers (2) liegt.

7. Gitter nach jedem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet, dass die der Lichtquelle (5) entfernteste

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Kante (B) des Körpers in Verhältnis ^ui geometrischen Höhe (H) des Körpers dadurch festgelegt ist, dass Lichtstrahlen (L-. und Lp), die von der der Lichtquelle (5) zunächst befindlichen Kante (B-^, B₂) ausgehen und den gegebenen Winkel (V) zur Achse des Körpers (2) aufweisen, gerade die Parabelbögen (P-,,Pp) in ihren der Lichtquelle (5) entferntesten Punkten abschneiden.

8. Gitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper (2) in Querschnitt die Form eines ebenen oder sphärischen Polygons mit mindestens 2 Seiten haben.

9. Gitter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexen und konkaven Flächen (3'>4') der Körper Mantelkurven aufweisen, die im wesentlichen Parabelbogenstücke (P-,', P₂ ¹) sind.

.10. Gitter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,, dass die Mantelkurve für die Flächen eine Parabel zweiten Grades (P) ist.

11. Gitter nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennpunktgerade oder ein Brennpunkt für eine Fläche (3',V) im wesentlichen auf der der Lichtquelle zunächst befindlichen Kante des Körpers und der betreffenden Fläche gegenüber liegt.

12. Gitter nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die der Lichtquelle entfernteste Kante (B) des Körpers (2·) im Verhältnis zur geometrischen Höhe (H) des Körpers dadurch festgelegt ist, dass Lichtstrahlen (L-^,Lp) die von der der Lichtquelle zunächst befindlichen Kante (B₁JB₂) ausgehen und eine Neigung von beispielsweise 45° zum Gitter haben, gerade die Parabelbögen (P-, ,P₉) in ihren der Lichtquelle (5) entferntesten Punkten abschneiden.

13. Gitter nach jedem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper (2,2') gegossen, geleimt oder in anderer Weise gegenseitig angebracht sind, so dass sie ein Ganzes in einem gegebenen Muster ausmachen, das durch die erwünschte lichttechnische Wirkung bestimmt ist.

14. Gitter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper (2,2') gegenseitig befestigt sind, so dass ihre geometrischen Mittelpunkte sowohl in Richtung

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von der Lichtquelle ^5,5^f) aus als auch von der anderen Seite des Gitters (1) zur Lichtquelle (5,5^f) hin gesehen ein planpolygonales oder sphärisch polygonales Muster bilden.

15· Gitter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper (2,2·) mit einem an sich bekannten Abschirmgitter mit zueinander rechtwinkligen planparallelen Wänden (6,7) vergossen oder in anderer Weise in diesem angeordnet bzw. durch dieses gegenseitig verbunden sind.

16. Gitter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper (2,2') so eingesetzt sind, dass ihre Drehachse (A) mit einem entnommenen Kreuz im Abschirmgitter zusammenfällt.

17. Gitter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Körper (2) so eingesetzt sind, dass ihre Drehachse (A) mit der Schnittlinie der horizontalen Diagonalen für die einzelnen Offnungen des Abschirmgitters (6, 7) zusammenfällt. .

18. Gitter nach Anspruch <15, dadiircVg ekennzeichn e t, dass das Abschiragitter (6, 7) eine geringere Höhe aufweist als die einzelnen Körper.

19. Gitter nach jedem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne.t, dass es aus einem Werkstoff hergestellt ist, der sich zu Platten ausbilden lässt, beispielsweise Kunststoff.

20. Gitter nach jedem der vorstehenden Ansprüche., dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegialbelag aus einer Metallisierung der Werkstoffoberfläoiie oder aus einer an sich beiderseitig spiegelnden Fläche besteht, die auf der einen oder den beiden Seitenflächen mit einem durchsichtigen Material überzogen ist.

21. Gitter nach Anspruch 20, dadurch g e k β η η ζ e i c Ii net, dass bei dem Spiegelbelegen gewisser E"läolien_} beispielsweise aller Flächen ausserhalb der Innenseiten des Körpers, ein Farbpigment zugegeben ist.

22. Gitter nach Anspruch 13 bis 21, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Zwischenräume (8,8*) zwischen den Körpern (2,2') mit opalisierendem Material, beispielsweise Glas oder klarem Kunststoff gegebenenfalls unter Zugabe eines Farbpigments teilweise ausgefüllt oder bedeckt sind.

23· Gitter nach jedem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass es so ausgebildet ist, dass sich das transmittierte Licht teils als ein kontrollierter Lichtstrom, entsprechend an sich bekannten Niederhelligkeitsgittern, d.h. Gittern, wobei die Seitenflächen im wesentlichen Parabelflächen ausmachen, teils als ein diffuser Lichtstrom verteilt, entsprechend der Lichtstromverteilung bei an sich bekannten Abschirmgittern, d.h. Gittern, wo die Seitenflächen im wesentlichen aus planparallelen Flächen bestehen.

24. Gitter nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtverteilungskurve im wesentlichen die Form wie in Fig. 11 aufweist.

25· Gitter nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtverteilungskurve in einem polaren· Koordinatensystem um die O°-Achse symmetrisch ist und dass sie als eine geschlossene Kurve unter der 9O°-Achse mit der 9O°-Achse als horizontaler Tangente und mit einer Ausbuchtung dicht unter der 9O°-Achse verläuft und im übrigen eine im wesentlichen birnenförmige Kurve mit einem markierten Eindrücken des oberen Teils der birnenförmigen Kurve ist, also so, dass die firnenförmige Kurve zwei Wendepunkte beiderseits der Symmetrieachse im oberen Teil der birnenförmigen Kurve aufweist.

26. Gitter nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilungskurve die Form eines Birnenschnittes mit einer prägnanten Erweiterung am Stengel hat, welche der Kurve die Form eines Längsschnittes in einer Babucchkapuppe verleiht.

27· Gitter nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass man durch mechanische Änderung des Grossenverhältnisses zwischen der Öffnung der rohrförmigen Körper und der zwischen den Körpern befindlichen Öffnung das Verhältnis des Lichtstroms, der durch die Körper transmittiert wird, zu dem Lichtstrom, der um die Körper transmittiert wird, variiert, wodurch die Grosse der Ausbuchtung der Kurve unter der 90 -Achse verändert wird.

28. Gitter nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch g e kennzeic hnet, dass es hauptsächlich wie vorstehend beschrieben und wie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist bzw. die auf der Kurve gezeigten Merkmale aufweist.