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Indirekte Deckenleuchte
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Die Erfindung betrifft eine indirekte Deckenleuchte mit einer Lampe,
die in zumindest einer der Vertikalebenen durch die Lampenmitte angenähert punktförmig
und unten mit einem Reflektor versehen ist, der das auf ihn fallende Licht nach
oben auf eine zugeordnete Reflektoranordnung wirft, die das Licht nach unten abstrahlt.
Wenn auch die Erfindung für Deckenleuchten geeignet ist, bei denen die Lampe lediglich
in einer einzigen Vertikalebene angenähert punktförmig ist, also beispielsweise
für Deckenleuchten mit stabförmigen Lampen, so kommen die Vorteile
der
Erfindung jedoch besonders günstig bei einer Leuchte zur Geltung, bei der die Lampe
von allen Seiten gesehen angenähert punktförmig ist, also beispielsweise eine Glühlampe
ist.
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Bei einer Deckenleuchte der oben umrissenen Art ist die Blendung für
den, der in die Leuchte blickt, dadurch verringert, daß die Lampe unten mit einem
Reflektor versehen ist. Der Beschauer sieht also lediglich das Spiegelbild der Lampe
in der Reflektoranordnung, in welcher die Blendwirkung auch durch eine matte Oberfläche
weiter verringert sein kann.
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Derartige Blendeffekte hat man auch dadurch zu vermeiden versucht,
daß man unter der Lampe Blendschutzraster anbrachte. Diese haben jedoch den Nachteil
einer wesentlichen Verringerung des Wirkungsgrades, wenn man von grossen aufwendigen
Konstruktionen für Großräume absieht.
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Neben der Blendung durch direkt aus der Lampe in das Auge fallendes
Licht tritt als weitere störende Blenderscheinung vom Arbeitsplatz, beispielsweise
von dort liegendem weissem Papier, in das Auge reflektiertes Licht auf.
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Man hat daher auch schon Deckenleuchten an der Unterseite mit entsprechend
profilierten durchsichtigen Platten
abgedeckt, in denen das Licht
derart gebrochen wurde, daß es aus der Unterseite der Platte in einer Vielzahl von
Richtungen austritt.
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Auch eine derartige Konstruktion hat einen schlechten Wirkungsgrad;
d.h. der im tatsächlich auszuleuchtenden Bereich zur Verfügung stehende Teil des
erzeugten Lichtes ist verhältnismässig klein.
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Die Erfindung schafft eine Deckenleuchte der eingangs umrissenen Art,
welche einen vorzüglichen Wirkungsgrad hat, also fast das ganze erzeugte Licht dahin
wirft, wo es gebraucht wird, und dennoch eine Blendung in diesem Bereich vermeidet.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß bei einer Leuchte
der eingangs umrissenen Art die Reflektoranordnung ein Feld aus einer Vielzahl von
Einzelreflektoren aufweist, die praktisch das ganze von der Lampe und dem unteren
Reflektor auf den Bereich der Reflektoranordnung fallende Licht auffangen, und daß
jeder Einzelreflektor das von ihm aufgefangene Licht über den unter der Leuchte
befindlichen, von der Leuchte auszuleuchtenden Bereich angenähert gleichmässig verteilt.
Die Zahl der Einzelreflektoren soll dabei nicht zu klein sein; sie kann je nach
den Anforderungen sehr unterschiedlich sein. In
einfachen Fällen
wird man beispielsweise mit einer Reflektoranordnung aus fünfundzwanzig Einzelreflektoren
auskommen. Die Zahl der Einzelreflektoren kann jedoch auch hundert oder mehr betragen.
Zwischen diesen Zahlen liegt der bevorzugte Bereich. Es kann von ihnen jedoch auch
nach oben oder unten abgewichen werden.
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Blickt der Beschauer in eine derartige Leuchte, so sieht er nun nicht
mehr einen leuchtenden Punkt. Das Licht ist vielmehr auf eine Vielzahl von leuchtenden
Punkten verteilt, die gleich der Zahl der Einzelreflektoren ist, wobei natürlich
die Lichtstärke jedes einzelnen Punktes nur noch den entsprechenden Bruchteil der
Lichtstärke der Lampe beträgt. Durch die Ausbildung nach der Erfindung wird auch
die Sekundär reflexion an hellen Arbeitsflächen, wie z.B. auf dem Tisch liegendem
Papier und dgl. vermieden, da das Licht auf den für eine Reflexion in Frage kommenden
Bereich beispielsweise eines Schreib- oder Arbeitstisches, jetzt aus einer Vielzahl
von Richtungen auffällt und dementsprechend in einer Vielzahl verschiedener Richtungen
reflektiert wird.
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Der von der Leuchte auszuleuchtende Raum kann sehr unterschiedlich
sein. In einem kleinen Raum kann eine Leuchte für den ganzen Raum genügen. In grösseren
Räumen, wie Großraumbüros, kann eine Vielzahl von Leuchten vorgesehen
sein.
Im Grenzfall schließen im Bereich der Decke die Reflektoranordnungen der Leuchten
dicht an dicht aneinander an. In der Regel wird man den von der Leuchte auszuleuchtenden
Bereich, genauer gesagt den in Arbeitshöhe von der Leuchte auszuleuchtenden horizontalen
Querschnitt, wesentlich größer als die horizontale Erstreckung der Leuchte halten.
Ist eine Vielzahl von Leuchten vorgesehen, so kann man die von den einzelnen Leuchten
auszuleuchtenden Räume oder Flächen einander überlappen lassen, um Ungleichmässigkeiten
auszugleichen. Ungleichmässigkeiten lassen sich hier u.a. schon deswegen nicht vermeiden,
weil die Lichtquelle ja stets nur angenähert punkt- oder linienförmig sein kann.
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Im Prinzip kann sich das Feld aus einer Vielzahl von Einzelreflektoren
in einer Ebene erstrecken, d.h. also, die Mittelpunkte aller Einzelreflektoren können
in einer gemeinsamen Ebene liegen. Dies ist jedoch konstruktiv nachteilig, da dann
die von der Lampe weiter weg liegenden Reflektoren stark gegen die Horizontale geneigt
sein müssen, so daß erhebliche nicht leuchtende Flächen zwischen benachbarten Einzelreflektoren
auftreten können.
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Auch leuchten die weiter weg liegenden Einzelreflektoren (gleiche
Größe derselben vorausgesetzt) den auszuleuchtenden Raum mit geringerer Leuchtstärke
aus als die nahe der Lampe angeordneten Reflektoren. Dies läßt sich im Prinzip vollständig
ausgleichen, wenn man die Reflektoren
in Form einer Ilalbkugelkuppel
um die im Kugelmittelpunkt liegende Lampe anordnet. Dann können jedoch die nahe
dem Halbkugelrand liegenden Einzelreflektoren nur noch einen Teil des normalerweise
horizontal wesentlich stärker als die Leuchte ausgedehnten auszuleuchtenden Raumes
aus leuchten, oder aber sie schatten die darüber befindlichen Reflektoren zum Teil
ab. Aus diesem Grunde wird es bevorzugt, daß die meisten oder alle Einzelreflektoren
nur angenähert in gleichem Abstand von der Lampe angebracht sind. Die optimale Annäherung
ist hierbei eine relativ grobe, bei welcher die Mittelpunkte der Einzelreflektoren
in einer nach unten konkaven Kugelkalottenfläche liegen, wobei die Lampe und der
unter ihr befindliche Reflektor vorteilhaft etwas unterhalb des Randes dieser Fläche
mit einem Abstand vom höchsten Punkt der Kugelkalotte angeordnet ist, welcher etwa
ein Sechstel bis ein Viertel des Durchmessers des Kalottenrandes beträgt. Bei einer
derartigen Konstruktion haben die weiter aussenlievgenden Einzelreflektoren zwar
eine geringere scheinbare Lichtstärke als die lampennäheren Einzelreflektoren. Die
Einzelreflektoren behindern sich jedoch nicht gegenseitig und jeder Einzelreflektor
kann den gesamten auszuleuchtenden Raum angenähert gleichmässig ausleuchten.
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Wenn hier von einer Kugelkalotte gesprochen wird, so ist dies nicht
im mathematisch exakten Sinn zu verstehen; eine Kugelkalottenform im hier gebrauchten
Sinn liegt auch dann vor, wenn die Form z.B. durch Rotation einer
Brabel
oder anderen symmetrischen Kurve um ihre Achse erzeugt ist.
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Der Aufbau einer Leuchte gemäß der Erfindung wird besonders einfach,
wenn die Lampe nur in einer Vertikalebene durch die Lampenmitte punktförmig ist,
also linienförmig verläuft, wie z.B. eine Leuchtstoffröhre. In diesem Falle verlaufen
nämlich die Einzelreflektoren zweckmässig in Form von Streifen parallel zur Lampe.
Ein derartiger Aufbau ist hier deshalb möglich, weil Leuchtstoffröhren ihr Licht
in Längsrichtung der Röhre, zumindest dann, wenn sich darüber ein Reflektor befindet
und die Leuchtstoffröhre nach unten abgeschirmt ist, recht gut verteilen. Derartige
Anordnungen eignen sich besonders gut für Großräume, bei denen eine Vielzahl relativ
langer Leuchten mit einer Mehrzahl hintereinander angeordneter Leuchtstoffröhren
nebeneinander angeordnet ist.
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Vorzugsweise hat bei Leuchten gemäß der Erfindung mit einer oder mehreren
Leuchtstoffröhren das Feld von Einzelreflektoren eine rechteckige Grundfläche, wobei
die Lampe parallel zu zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Rechtecks verläuft.
Auch hier ist das Feld von Einzelreflektoren zweckmässig nicht eben, sondern hat
vorteilhaft die Form eines nicht allzu hohen Tonnengewölbes analog zu der oben erläuterten
Kugelkalottenform des
Feldes bei angenähert punktförmiger Lampe.
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Bei einer Leuchte mit angenähert punktförmiger Lampe erstrecken sich
vorteilhaft die meisten, vorzugsweise alle Einzelreflektoren von ihrer Mitte aus
nach allen Seiten um angenähert das gleiche Maß. Zweckmässig haben bei einer solchen
Lampe die Einzelreflektoren die gleiche Form wie das Einzelreflektorenfeld. Ist
letzteres z.B.
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ein Quadrat, so sind die Einzelref lektoren zweckmässig quadratisch.
Die Wölbung des Einzelreflektorenfeldes kann in diesem Falle z.B. etwa der eines
Klostergewölbes mit ausgerundeten Kanten oder einem quadratischen Ausschnitt aus
einer Kugelfläche gleichen.
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Sinngemäß das gleiche gilt für ein rechteckiges Einzelreflektorenfeld.
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Ist das Einzelreflektorenfeld etwa kreisförmig oder sechseckförmig,
so haben die Einzelreflektoren vorteilhaft Sechseckform.
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Die Angabe, daß die Einzelreflektoren sich von ihrer Mitte aus nach
allen Seiten um angenähert das gleiche Maß erstrecken, läßt sich breit dahingehend
ergänzen, daß die Einzelref lektoren eine solche Form haben sollen, daß sie aus
grösserer Entfernung gesehen als Punkt und nicht als Strich erscheinen.
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Bei angenähert punktförmiger Lampe erstreckt sich vorteilhaft auch
die Grundfläche des Feldes von Einzelreflektoren von der Lampe aus nach allen Seiten
um angenähert aas gleiche Maß. Ilier werden die Ouadratform und Rechteckform im
hinblick darauf, daß der auszuleuchtende Raum oder Raumbereich normalerweise ebenfalls
quadratisch oder rechteckig ist, bevorzugt. Es kommen jedoch auch andere Formen,
beispielsweise Kreisform oder Sechseckform, in Betracht.
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Vorteilhaft sind die nahe dem Zenith des Einzelreflektorenfeldes befindlichen
Einzelreflektoren derart gekrümmt, daß das auf ihren zenithnahen Rand fallende Licht
von der Vertikalen durch die Lampe weg reflektiert wird, während das auf den zenithfernen
Rand eines solchen Einzelreflektors fallende Licht zu dieser Vertikalen hin reflektiert
wird. Das hat den Vorteil, daß der vom Einzelreflektorenfeld in die ja nicht unendlich
kleine Lampe zurückreflektierte Teil des Lichtes verhältnismässig klein bleibt.
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Im Zenith selbst kann man bei Bestückung mit Leuchtstoffröhren eine
nach unten scharfkantig zulaufende Rippe als Reflektor vorsehen, während bei punktförmiger
Lichtquelle im Zenithpunkt des Einzelreflektorenfeldes vorteilhaft eine konische
Spitze vorgesehen ist, die ihr Licht ebenfalls nicht in die Lampe zurückreflektiert,
sondern es an dieser vorbei nach unten wirft.
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Das Einzelreflektorenfeld bei einer Lampe nach der Erfindung besteht
vorteilhaft aus einem aus Kunststoff hergestellten Schirm, dessen die Einzelreflektoren
bildende Flächen verspiegelt sind. Ein derartiger "Lampenschirm" läßt sich mit hoher
Präzision herstellen und ist wegen seines geringen Gewichtes leicht zu handhaben
und zu transportieren. Er kann beispielsweise im Vakuumtiefziehverfahren geformt
werden.
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Die Leuchte besitzt vorteilhaft eine Möglichkeit zur Einstellung der
Höhe der Lampe in bezug auf das Einzelreflektorenfeld.
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Punktförmige Lampen haben vorteilhaft die Form etwa kugelförmiger
Glühlampen mit einem langen dünnen Stiel, an den der Lampensockel anschließt. Der
leuchtende vorteilhaft kugelförmige Kolben der Lampe ist vorteilhaft an der dem
Sockel abgelegenen Hälfte verspiegelt, so daß diese Verspiegelung den das Licht
nach oben auf das Einzelreflektorenfeld werfenden Reflektor bildet. Die Höheneinstellbarkeit
ist in diesem Falle beispielsweise einfach durch eine höhenverstellbare Anordnung
der Lampenfassung zu bewerkstelligen.
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Ein weiterer Vorteil einer derartigen Unordnung liegt .laurin, daß
sich kein Staub auf dem das Licht nach oben werfenden Reflektor ansammeln kann.
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Bei der Auslegung von Leuchten gemäß der Erfindung knn die erforderliche
Neigung und Wölbung jedes Linzelreflektors gegenüber der zuvor festgelegten Lichtquelle
rechnerisch oder zeichnerisch ermittelt werden. Da die rechnerische Ermittlung letztlich
nur die analytische Wiedergabe der zeichnerischen Ermittlung ist, wird lediglich
letztere in der nachfolgenden Beschreibung erläuternder Ausführungsbeispiele gezeigt.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine Leuchte gemaß der Erfindung mit punktförmiger
Lampe über dem von der Leuchte in einem vorgegebenen Abstand sich erstreckenden
aus zuleuchtenden Bereich, wobei der einfacheren Darstellung halber nur eine relativ
geringe Zahl von Einzelreflektoren gezeigt ist; Fig. 2 zeigt die Einzelreflektoranordnung
der Leuchte gemäß Fig. 1 mit dem darunter befindlichen auszuleuchtenden Bereich
von oben; Fig. 3 zeigt die Ermittlung der Neigung und Wölbung eines Einzelreflektors
in einer Vertikalebene durch die Mitten des Einzelreflektors und der Lampe, welche
gleich der Zeichenebene der Fig. 3 und der Ebene des Schnittes III-III aus Fig.
2 ist; Fig. 4 zeigt wesentlich vergrössert einen Teil der Fig. 3;
Fig.
5 zeigt noch einmal vergrössert weitere Einzelheiten zur Ermittlung der Lage und
Wölbung eines Einzelreflektors; Fig. 6 zeigt die Ermittlung der Wölbung des Einzelreflektors
in einer senkrecht zur Ebene der zuvor ermittelten Wölbung verlaufenden Ebene durch
die Mitte des Einzelreflektors; Fig. 7 zeigt die Konstruktion der Gesamtwölbung
eines Einzelreflektors; Fig. 8 zeigt schematisch die bei der Leuchte gemäß Fig.l
verwendete Glühlampe.
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In Fig. 1 erkennt man eine Leuchte 1 gemäß der Erfindung.
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Diese besteht im wesentlichen aus einem das Feld von Einzelreflektoren
2 an der Unterseite tragenden Reflektot schirm 3 und einer langstieligen Eiochleistungsglühlampe
4 der in Fig. 8 gezeigten Art, die sich aus der Mitte des die Unterseite des Reflektorschirms
3 bildenden Einzelreflektorenfeldes nach unten erstreckt.
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Der Reflektor schirm 3 ist ein im Vakuumtiefziehverfahren hergestellter
oben offener, in geeigneter, nicht gezeigter Weise an der Decke des Raumes befestigter
Kunststoffhohlkörper,
der die Form einer flachen Schachtel mit
zur Mitte hin nach oben in einzelnen Flächen stufen gewölbter Standfläche aufweist.
Die Unterseite des Reflektorschirms mit den die Einzelreflektoren 2 bildenden abgesetzten
Flächen ist verspiegelt.
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Die Glühlampe 4 besitzt in bekannter Weise einen Glaskolben 5, dessen
dem Lampensockel 6 abgewandte Hälfte 7 in bekannter Weise verspiegelt ist, so daß
die Verspiegelung als das Licht des Glühdrahtes der Lampe nach oben gegen das Feld
von Einzelreflektoren 2 werfender Reflektor wirkt. Im Gegensatz zu bekannten Lampen
besitzt diese Lampe einen relativ langen den Sockel mit dem Kolben verbinaenden
Stiel, so daß praktisch das ganze von dem Glühdraht und der Verspiegelung 7 der
Lampe nach oben geworfene Licht ungehindert auf das Feld von Einzelreflektoren 2
fallen kann.
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Jeder der Einzelreflektoren 2 ist nun derart geneigt und gewölbt,
daß er den ganzen von der Leuchte 1 auszuleuchtenden Bereich wenigstens annähernd
gleichmässig ausleuchtet, also das auf ihn von der Lampe 4 fallende Licht gleichmässig
über den gesamten auszuleuchtenden Bereich 8 verteilt, Im gezeigten Ausführungsbeispiel
sei dieser auszuleuchtende Bereich eine Fläche, die den gleichen Umriß wie der Reflektorschirm
hat, also in der Regel rechteckig oder, wie im Beispiel gezeigt, quadratisch ist.
Dem Grunde
nach kann natürlich auch der Reflektorschirm eine andere
Form haben als die auszuleuchtende Fläche; bei gleicher Form von Reflektorschirm
und auszuleuchtender Fläche ist jedoch der Aufbau und die Erläuterung besonders
einfach.
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Besonders einfach wird die Darstellung und Ermittlung von Form und
Neigung der einzelnen Einzelreflektoren, wenn jeder derselben angenähert eine ähnliche
Form hat wie die auszuleuchtende Fläche. Am einfachsten wird die Ermittlung, wenn
beide die gleiche Form haben. So ist es am einfachsten, wenn bei quadratischer auszuleuchtender
Fläche die Einzelreflektoren ebenfalls quadratisch sind. Die Konstruktion wird jedoch
nicht wesentlich erschwert, wenn beispielsweise quadratische Einzelreflektoren zum
Ausleuchten eines rechteckigen Feldes ausgelegt werden oder rechteckige Einzelreflektoren
zum Ausleuchten eines quadratischen Feldes.Wesentlich ist ferner, daß dabei die
jeweiligen Ränder jedes Einzelreflektors parallel zu den entsprechenden Rändern
der auszuleuchtenden Fläche verlaufen.
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Der entsprechende Rand ist in der Darstellung der Fig. 1 bei dem schraffiert
gezeigten Einzelreflektor 2a jeweils der Rand des Einzelreflektors, der in bezug
auf die Mitte des Einzelreflektors auf der gleichen Seite des Einzelreflektors liegt
wie der zugehörige Rand des auszuleuchtenden Bereiches in bezug auf die Mitte des
letzteren.
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Dementsprechend ist in Fig. 1 auch der Gang von vier Strahlen
von
der Lampe 4 zu den vier Ecken des Einzelreflektors 2a und von diesen zu den vier
Ecken des auszuleuchtenden Bereiches 8 dargestellt.
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Der entsprechende Rand des Einzelreflektors kann jedoch auch bei der
hier gewählten Darstellung der dem soeben als entsprechender Rand definierten Rand
gegenüberliegende Rand sein. In diesem Fall muß dann die Wölbung und Neigung des
Einzelreflektors derart gewählt werden, daß die Strahlenschar, die gerade noch auf
den Rand 2b aes Einzelreflektors 2a falt, auf den Rand 8b des auszuleuchtenden Bereiches
geworfen wird, während die Strahlenschar, die auf den Rand 2c des Einzelreflektors
2a geworfen wird, auf den Rand 8c des auszuleuchtenden Bereiches fällt und so fort.
Durch die Wahl zwischen diesen beiden MOglichkeiten der Ausbildung der Einzelreflektoren
kann man es erreichen, daß das vom Reflektorschirm auf den auszuleuchtenden Bereich
geworfene Licht möglichst wenig durch die Lampe 4 gestört wird.
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Wenn jeder Einzelreflektor 2 das auf ihn fallende Licht angenähert
gleichmässig über den auszuleuchtenden Bereich 8 verteilt, sieht bei der in Fig.
1 dargestellten Anordnung von 36 Einzelreflektoren 2 der Beschauer, der in den Reflektorschirm
blickt, statt eines leuchtenden Punktes 4 hoher Helligkeit sechsunddreissig leuchtende
Punkte, deren jeder aber eine Helligkeit aufweist, die ein Sechsunddreissigstel
der- Helligkeit der Lampe 4 ist.
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Bereits hier wird also die Blendwirkung erheblich reduziert.
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Man erkennt aus dieser Darstellung ferner, daß auch die Blendwirkung
durch im auszuleuchtenden Bereich befindliche helle Objekte auf ein Mindestmaß reduziert
ist, da ein helles Objekt, beispielsweise das in Fig.l schematisch angedeutete Blatt
Papier 9, nur noch Licht von der großen relativ schwach leuchtenden Fläche des Einzelreflektorfeldes
reflektiert und nicht mehr von einem Punkt kommenues Licht.
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Nachfolgend wird eine einfache Art der grafischen Ermittlung der Neigung
und der Wölbung für die Einzelreflektoren erläutert.
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Fig. 2 läßt sich als die Projektion des Feldes von Einzelreflektoren
2 auf die auszuleuchtende Fläche 8 ansehen. In der Mitte des Einzelreflektorenfeldes
befindet sich hierbei die von der Lampe 4 gebildete angenähert punktförmige Lichtquelle.
Nun zeichnet man in Fig. 2 die Verbindungslinie vom leuchtenden Punkt 4 zum Mittelpunkt
A des auszulegenden Einzelreflektors 2d. Diese Verbindungslinie a ist in Fig. 2
zugleich die Darstellung der Vertikalebene durch die Lichtquelle 4 und die Mitte
A des auszulegenden Einzelreflektors Zd. Diese Vertikalebene
ist
zugleich die in Fig. 2 angedeutete Schnittebene III-III, also die Zeichenebene der
Fig. 3.
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In Fig. 3 erkennt man die Schnittlinie H-J der genannten Vertikalebene
mit dem normalerweise als ebene Fläche angenommenen auszuleuchtenden Bereich 8.
Man erkennt ferner den Schnitt durch die Unterfläche 10 des Reflektor schirms 3
in der Zeichenebene der Fig. 3. Hier sind noch nicht die einzelnen Reflektoren eingezeichnet,
da deren genaue Lage und Neigung ja noch zu ermitteln ist. Es ist lediglich die
nach den oben aufgestellten Grundsätzen entworfene allgemeine Wölbung dieser Fläche
dargestellt, in welcher zunächst die Mittelpunkte der Einzelreflektoren angenommen
werden. Nun wird auf die Wölbungslinie 10 der Mittelpunkt A des Einzelreflektors
2d eingezeichnet.
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Ferner wird der Lichtstrahl von der Lichtquelle 4 zum Mittelpunkt
A und vom Mittelpunkt A zum im Ausführungsbeispiel senkrecht unter 4 liegenden Mittelpunkt
B der auszuleuchtenden Fläche 8 gezeichnet. Dem Grunde nach muß jedoch B nicht unter
4 liegen, sondern kann auch seitlich versetzt sein. Dann wird die Winkelhalbierende
b zu dem Ein- und Ausfallsstrahl in Punkt A gezeichnet. Nun wird durch den Punkt
A als Senkrechte zur Winkelhalbierenden b die Linie c gezeichnet, welche die Reflexionsebene
des Einzelreflektors d in A darstellt. Im einzelnen wird hierzu auf die etwas grössere
Darstellung der
Fig. 4 verwiesen.
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Die Endpunkte D, E des Einzelreflektors 2d der Fläche 10 werden nun
aus Fig. 2 in Fig. 3 übertragen. Nun werden die entsprechenden Randpunkte der durch
die Linie c wiedergegebenen Mittel ebene des Linzelreflektors eingetragen, indem
die Strahlen von der Lichtquelle 4 durch die Punkte D und E gezeichnet werden. Wo
diese Strahlen die Linie c schneiden, werden zunächst die entsprechenden Randpunkte
F und G für den Einzelreflektor angenommen.
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Nun werden von den Punkten F und G die Verbindungsstrahlen e und f
zu den entsprechenden Randpunkten H und J der Fläche 8 eingetragen. Als nächstes
werden die Winkelhalbierende g zwischen der Verbindungslinie 4-F und dem Strahl
e sowie die Winkelhalbierende h zwischen dem Strahl 4-G und dem Strahl f eingetragen.
Nun werden durch die Punkte F und G jeweils die Lote i und k auf die Winkelhalbierenden
g und h gezeichnet. Diese Lote geben den Verlauf der Einzelreflektoroberfläche in
den Punkten F und G an. Nun werden die Punkte F und G durch eine möglichst gleichmässige,
die Gerade b rechtwinklig schneidende Kurve verbunden, deren Tangente in den Punkten
F und G mit den Loten i und k zusammenfällt. Diese so ermittelte Kurve ist der übersicht
halber in Fig. 4 nicht mehr eingetragen; sie ist jedoch in Fig. 7 als die Kurve
1 dargestellt. Die
Endpunkte F und G sind in Fig. 7 ebenfalls eingezeichnet.
Die so ermittelte Näherungskurve ist immer ausreichend, so lange sie nur schwach
gekrümmt ist. Andernfalls muß sie z.B. in einem Iterationsverfahren besser angenähert
weruen.
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Man erkennt aus Fig. 4, daß also der Einzelreflektor d in der in Fig.
2 durch die Gerade a wiedergegebenen Zeichenebene der Fig. 3 und 4 dem auszuleuchtenden
Bereich 8 zu konvex gewölbt ist. Je nach den Gegebenheiten und der Auslegung des
Reflektorfeldes kann eine derartige Kurve aber auch konkav verlaufen.
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Mbn kann analog die Wölbung des Einzelreflektors 2d in anderen Vertikalebenen
durch den Punkt 4 bestimmen. Normalerweise ist dies jedoch nicht erforderlich. Für
eine gute Lichtverteilung genügt es, wenn man die Punkte D und G durch eine Kurve
mit möglichst angenähert konstantem Radius verbindet.
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Dies ist jedoch nicht immer möglich, wie das anhand von Fig. 5 erläutert
wird. Gleiche Elemente sind in Fig.5 mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig.
4 versehen, jedoch mit einem zusätzlichen Strich.
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Man erkennt, daß in Fig. 5 eine gleichmässig gekrümmte Kurve ohne
Wendepunkt durch die Punkte G' und F' nicht
gezogen weraen kann,
wenn die Tangenten dieser Kurve in den Punkten G' und F' mit den Linien k' und i'
zusammenfallen sollen. Um hier dennoch eine günstige Auslegung zu erreichen, verschiebt
man daher, wie dies mit Pfeilen angedeutet ist, die Linien k' und i' derart in Richtung
der Lote g' und h' in einem ausgleichenden Sinne, so daß beide Linien angenähert
um das gleiche Maß verschoben werden. Die verschobene Lage ist in Fig. 5 gestrichelt
eingezeichnet. Ferner ist diese Verschiebelage dadurch bestimmt, daß sich die Verlängerungen
der beiden gestrichelten Linien etwa in der Mitte zwischen den Schnittpunkten dieser
gestrichelten Linien mit den Loten h' und g' treffen. Die so neu ermittelten Punkte
GH und F" lassen sich nun leicht durch eine gleichmässig gekrümmte Linie verbinden,
welche die Gerade b rechtwinklig schneidet.
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Müssen hierbei zu große Verschiebungen vorgenommen werden, so kann
das ganze Verfahren beginnend mit der Darstellung der Lichtstrahlen von der Lichtquelle
4 zu den entsprechenden Rändern der auszuleuchtenden Fläche 3 in bezug auf die Punkte
G" und F" wiederholt werden. In der Regel wird dies jedoch nicht erforderlich sein,
da die Abweichungen hierbei klein genug sind, um vernachlässigt zu werden. Hierbei
muß berücksichtigt werden, daß bei einem Beleuchtungsproblem, wie es hier zugrunde
liegt, schließlich keine scharf abgegrenzten Ränder der ausgeleuchteten Fläche erwünscht
sind. Ein gewisses Verschwimmen
und Ineinanderübergehen ist vielmehr
von Vorteil.
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Nun sei anhand von Fig. 3 erläutert, wie man bei nahe der Lichtquelle
4 liegenden Einzelreflektoren vielfach eine Störung des Strahlengangs vom Einzelreflektor
zur auszuleuchtenden Fläche 8 verhindern kann. In Fig. 3 erkennt man einen Einzelreflektor
2e. Würde man den Lichtstrahl m von der Lichtquelle 4 zum entsprechenden Rand des
Einzelelements 2e zum Randpunkt J der auszuleuchtenden Fläche 8 verlängern und den
Lichtstrahl von der Lichtquelle zum anderen Rand des Elements 2e zum Randpunkt H,
so wurde die Lichtquelle 4 im Strahlengang liegen und Schatten werfen. Dies kann
man verhindern, wenn man das Einzelelement 2e derart wölbt, daß der Lichtstrahl
m nicht zum Punkt J sondern zu Punkt H geworfen wird und der Lichtstrahl n zum Punkt
J. Auf diese Weise liegt selbst bei einem noch recht nah an der Lichtquelle 4 liegenden
Einzelreflektor die Lichtquelle 4 mit ihrem das Licht nach oben werfenden Reflektor
ausserhalb des Strahlengangs vom Einzelreflektor 2e.
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Bisher wurde die Ermittlung der Wölbung eines Einzelreflektors in
der Vertikalebene durch die Mitte dieses Einzelreflektors und den Mittelpunkt der
Lampe erläutert.
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Ausserdem muß noch die Wölbung des Einzelreflektors in
der
senkrecht auf der letztgenannten Ebene stehenden durch die Linie b in Fig. 3 bestimmten
Ebene ermittelt werden, also in der senkrecht auf der Zeichenebene in Fig. 3 und
senkrecht auf der Linie c liegenden Ebene durch A. Wird diese hier als quer bezeichnete
Krümmung des Einzelreflektors so ermittelt, so entsteht eine gewisse Ungenauigkeit,
wenn, wie in Fig. 5, die Gerade c nicht mit der Verbindungsgeraden Gn - F" übereinstimmt.
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Diese Ungenauigkeit stört normalerweise nicht.
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Nachfolgend wird die Ermittlung der Wölbung des Einzelreflektors 2d
in der senkrecht auf der Zeichenebene stehenden durch die Linie b definierten Ebene
erläutert.
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Zu diesem Zweck wird zunächst die letztgenannte Ebene - nachfolgend
als "Querebene" bezeichnet - als Zeichenebene zugrundegelegt, wie dies in Fig. 6
der Fall ist.
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Da bei der hier zu betrachtenden Konstruktion lediglich die Komponenten
der Lichtstrahlen in Frage kommen, welche parallel zur Querebene und in derselben
verlaufen, werden zunächst, wie in Fig. 3 dargestellt, die Punkte 4 und B auf die
Querebene projiziert, auf der sie als die Punkte B' und 4' in Erscheinung treten.
Dann wird die größte seitliche Erstreckung für das hier zugrundeliegende Bestimmungsprinzip
ermittelt. Dies ist in Fig.2 die Gerade o, die in Fig. 2 in der Ebene durch die
Mitte der auszuleuchtenden Fläche und senkrecht zur Linie J-H
verläuft.
Sie hat auch die gleiche Länge wie diese Linie.
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Diese Linie wird nun senkrecht zur Geraden b in Fig. 6 durch den Punkt
B gezeichnet. Ferner wird durch den Punkt A parallel zur Geraden o die Gerade K-L
aus Fig. 2 aufgetragen, welche senkrecht zur Geraden J-11 durch den Punkt A verläuft
und die Erstreckung des Einzelref lektors 2d durch den Punkt A senkrecht zur Geraden
J-H darstellt.
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Die Geraden K-L sowie o schneiden jeweils genau mit ihrer bitte in
Fig. 6 die Gerade b. Fig. 6 stellt jetzt die vier relevanten Elemente in der Projektion
auf die Querebene dar. Nun wird von der Projektion der punktförmigen Lichtquelle
4 in die Ebene von Fig. 6, also von Punkt 4' aus, zu den beiden Enden der Geraden
K-L je ein Strahl gezogen.
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Diese Strahlen werden dann, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit
den entsprechenden Enden der Geraden o verbunden. Diese beiden Verbindungsgeraden
stellen den Strahlengang von der Lichtquelle zur Linie o bzw. o' dar. Zunächst sei
darauf hingewiesen, daß bei dieser Ronstruktion eine konvexe Wölbung des Reflektors
bevorzugt wird, da anderenfalls zuviel Licht auf die Lichtquelle selbst zurückgeworfen
würde. Eine konkave Ausbildung ist im Prinzip jedoch auch möglich, da letztlich
nur ein relativ kleiner Teil des Lichtes in der Zeichenebene der Fig. 6 tatsächlich
verläuft.
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Nun wird durch den Punkt L die Senkrechte zu der Winkelhalbierenden
zwischen
den beiden Lichtstrahlen p und q eingetragen. Diese Senkrechte zur Winkelhalbierenden
s ist mit r bezeichnet.
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Das Gleiche geschieht dann auf der linken Hälfte der Zeichnung. Nun
werden die Punkt K und L durch eine in Bezug auf b symmetrische Kurve, wie z.B.
ein symmetrisches Parabelteil oder einen Kreisbogen, verbunden, wobei in den Punkten
L und K die Tangente an die Kurve jeweils mit der Linie R bzw. der entsprechenden
Linie zusammenfallen muß. Auf diese Weise erhält man die Kurve t, welche die Krümmung
des Reflektors in der Querebene darstellt. Analog läßt sich die Querkrümmung für
alle Punkte des Einzelreflektors ermitteln. Notwendig ist dies normalerweise nicht.
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In Fig. 7 ist die Krümmungskurve e des Einzelreflektors 2d in der
Ebene der Fig. 3 perspektivisch dargestellt. Durch den Mittelpunkt A dieser Kurve
ist ferner in ebenfalls perspektivischer Darstellung die Querkrümmungskurve t gezeichnet.
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Verschiebt man nun die Kurve K-L mit ihrem Mittelpunkt auf der Kurve
D-G parallel zu sich selbst, so erhält man die gewünschte Wölbungsfläche für den
Einzelreflektor 2d.
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Die bisher ermittelte Wölbungsfläche hat noch einen
Schönheitsfehler.
Die gemäß Fig. 7 ermittelte gewölbte Rechteckfläche entspricht nämlich der in Fio.
2 eingezeichneten gestrichelten Quadratfläche. Dieser Mangel läßt sich jedoch leicht
beheben, indem man die Wölbung an den geringen, die gestrichelte Quadratfläche überstehenden
Ecken des Einzelreflektors 2d mit gleichem Krümmungsradius fortsetzt und die über
den Einzelreflektor 2d hinausstehenden Teile des gestrichelten Quadrates unberücksichtigt
läßt.
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Hat die Leuchte eine linienförmige Lichtquelle, wie z.B.
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eine Leuchtstoffröhre, so entfällt die weitere Ermittlung der Wölbung
der Einzelreflektoren gemäß den Fig. 6 und 7. Die Ermittlung erfolgt hier analog
den Fig. 1 bis 5, wobei dann in Fig. 3 die Leuchtstofflampe durch den Punkt 4 senkrecht
zur Zeichenebene verläuft, während die Einzelref lektoren ebenfalls senkrecht zur
Zeichenebene in Fig. 3 verlaufen. Sie sind dann längs der in diesem Falle tonnengewölbeförmigen
Fläche 10 angeordnet. Ihre Wölbung wird ebenso ermittelt wie die Wölbung der Einzelreflektoren
bei der vorgeschriebenen Konstruktion in der Vertikalebene J-H.
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