ATBECHDE....FRGB..ITLI..NLSE......................
J
DIM360 - Ver 2.5 (21 Aug 1997) 2720000/1 2720000/2
0191264
NEUE EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT
B2
19931006
EP
85730137.8
19851004
19880615
19890711
19931006
de
de
de
8504325 U
19850213
DE
19931006
199340
19860820
198634
19900919
199038
19891222
19931006
199340
5
5F 21V 5/02 A
de
Einrichtung zum Entblenden von grossflächigen Leuchtmitteln
en
Non-blinding device for large-area lighting fixtures
fr
Dispositif anti-éblouissant pour appareils d'éclairage de grande dimension
AT-A- 1 044 465
CH-A- 186 375
FR-A- 1 040 360
US-A- 3 113 728
US-A- 3 371 201
Rudolf Sewig: Handbuch der Lichttechnik, 1. Teil, Springer Verlag 1938, Seiten 468, 469, 904 und 905
H. Naumann/G. Schröder: Bauelemente der Optik, Carl Hanser Verlag, München, Wien, 4. Auflage 1983
Bansbach, Armin
Hochbaumstrasse 42
D-1000 Berlin 37
DE
Albert, Dieter
Zittauer Strasse 105 A
D-1000 Berlin 47
DE
Semperlux GmbH
00638250
Motzener Strasse 34
D-12277 Berlin
DE
Wablat, Wolfgang, Dr.Dr.
00045393
Patentanwalt, Potsdamer Chaussee 48
14129 Berlin
DE
01
19910618
1
Siemens AG
00000080
Postfach 22 16 34
D-80506 München
DE
AT
BE
CH
DE
FR
GB
IT
LI
NL
SE
19880713
198828
Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entblenden von großflächigen Leuchtmitteln der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.
Bei der Innen- und Außenbeleuchtung ist man bestrebt, einen hohen Beleuchtungskomfort bzw. Sehkomfort zu erreichen. Deshalb müssen die verwendeten Lampen, die eine hohe Eigenleuchtdichte aufweisen, entblendet werden. Dies ist insbesondere der Fall bei großflächigen Leuchtmitteln wie z.B. mattierten Glühlampen, Quecksilberdampf-Hochdrucklampen oder Leuchtstofflampen. Bekannte Entblendungmaßnahmen sind die Anordnung von einfachen Schirmen, Spiegelsystemen und Prismensystemen. Spiegelsysteme und Prismensysteme haben allgemein den Vorteil, daß das Licht nicht durch Absorption vernichtet wird, sondern in die gewünschten Richtungen gelenkt werden kann. Nachteilig hat sich bei üblichen Prismensystemen ausgewirkt, daß die Leuchtmittel konstruktionsbedingt sehr dicht an den Prismen liegen, wodurch es unvermeidbar wird, daß die Lichtstrahlen nicht nur aus den unterschiedlichsten Winkeln auf die Prismen einstrahlen, sondern daß sie auch unkontrolliert abstrahlen können, wodurch die beabsichtigte Wirkung stark verschlechtert wird.
Aus der Französischen Patentschrift 1040 360 ist eine Einrichtung für Straßenleuchten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, mit deren Hilfe die seitliche Abstrahlung reduziert wird und der Lichtstrom rationeller genutzt wird. Die Lenkung des Lichtes erfolgt gemäß der lehre der FR- PS 1040 360 über Reflektoren und Refraktoren. Die Refraktoren bestehen beispielsweise aus auf einem starken lichtdurchlässigen Plattenmaterial aufgebrachten Prismenstrukturen. Bei den bekannten Prismenstrukturen handelt es sich u.a. auch um Prismen, die mit einer Spitze zum Leuchtmittel zeigen, wobei die jeweilige Grundfläche von der zugehörigen waagerechten Seitenfläche ausgehend schräg nach oben gerichtet ist.
Aus der US-A-3 113 728 ist eine Leuchtenkonstruktion bekannt, die zur gleichzeitigen Verwendung bei Tageslicht und von künstlichem Licht bestimmt ist. Dabei sind Prismen mit der Innenseite einer die Lichtquelle umgebenden Gehäusewand einstückig verbunden, wobei die Grundfläche der Prismen nach unten gerichtet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prismensystem zu schaffen, bei welchem trotz Anordnung großflächiger Lampen oder großflächiger Leuchtmittel dicht vor einem Prisma ein kontrollierter Strahlengang ermöglicht wird, der insbesondere seitliche Lichtstrahlen in dem Bereich bis zu etwa 30° gegen die Waagerechte blendungsfrei austreten läßt.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Mitteln gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Prisma, das erfindungsgemäß ausgebildet ist, mit von dem Leuchtmittel ausgehender Einstrahlung und vom Prisma verursachter Abstrahlung;
- Fig. 2 eine schematische Ansicht eines großflächigen Leuchtmittels mit zugehörigem Prismensystem;
- Fig. 3 ein stehendes ellipsoides Leuchtmittel in einem Prismenringsystem;
- Fig. 4a und 4b Vorder- und Seitenansicht einer liegenden Ellipsoidlampe in einem rechteckigen Prismensystem;
- Fig. 5a und 5b Vorder- und Seitenansicht einer Leuchtstofflampe in einem rechteckigen Prismensystem;
- Fig. 6 einen Deckeneinbaustrahler in einem zylinderförmigen Prismensystem;
- Fig. 7 einen Pendelstrahler in einem zylinderförmigen Prismensystem;
- Fig. 8 eine schematische Strahlenführung mit Blendungsgefahr;
- Fig. 9 die Wirkung von Zwischenringen bei der Strahlenführung in Fig. 8;
- Fig. 10 bei einer Fig. 3 ähnlichen Anordnung die Verbindung der Prismenringe und die Verwendung von Kopfspiegeln;
- Fig. 11a und 11b den Aufbau von ringförmigen Prismen verschiedenen Durchmessers.
Das in Fig. 1 dargestellte dreiseitige Prisma 1 läßt einen Querschnitt erkennen, bei dem die eine Seitenfläche 2 senkrecht und die andere Seitenfläche 3 waagerecht angeordnet sind, wobei die Seitenflächen 2 und 3 einen Winkel von 90° miteinander bilden und die waagerechte Seitenfläche 3 mit der Grundfläche 4 einen Keilwinkel von 40° bildet. Die Entblendung und Lichtführung wird durch Totalreflexion im Inneren des Prismas und durch Brechung der Lichtstrahlen erreicht. Von dem großflächigen Leuchtmittel 5, welches durch eine strichpunktierte senkrechte Linie angedeutet ist, treffen die Lichtstrahlen 6 aus den unterschiedlichsten Winkeln auf das Prisma 1 auf. Vom Prisma 1 findet dann eine starke Abstrahlung 7 in den unteren Bereich sowie eine schwache Abstrahlung 8 in den oberen Bereich statt, während sich dazwischen ein seitlicher Bereich 9 erstreckt, aus welchem überhaupt keine Abstrahlung erfolgt, ohne daß Licht durch Absorption vernichtet wird.
Der erzielte Entblendungseffekt ist, wie sich in eingehenden Versuchsreihen herausgestellt hat, im Keilwinkelbereich um 40° am besten, wobei eine geringfügige Streuung des Wirkungsgrades von jeweiligen Brechungsindex des verwendeten Materials abhängt. Als Werkstoff für die Prismen bieten sich glasklare Kunststoffe oder auch Mineralglas an.
Wenn die Prismen übereinander geschichtet werden (Fig. 2), kann auf diese Weise auch ein großflächiges Leuchtmittel voll entblendet werden. Es wäre natürlich möglich, im Prinzip mit einem Prisma auszukommen, das aber die Größe des Leuchtmittels haben müßte. Theoretisch würde ein solches Prisma den kleinstmöglichen Störeinfluß durch in der Praxis unvermeidbare Verrundungsradien der Prismenkanten entstehen lassen, doch wird man aus Gründen der Materialeinsparung und der Herstellungsmöglichkeiten Prismenringe oder zu Quadraten, Rechtecken u.dgl. zusammengesetzte Prismenstangen verwenden.
Die übereinander geschichteten Prismen umschließen das stehende oder liegende Leuchtmittel vorzugsweise symmetrisch. So zeigt Fig. 3 ein stehendes ellipsoides Leuchtmittel 5 in einem System aus übereinander geschichteten Prismenringen 1. Dabei ist die Ellipsoidlampe 5 in einer Fassung 10 befestigt und diese mit den Prismen in üblicher Weise durch Befestigungsmittel 11 verbunden.
Eine solche Ellipsoidlampe 5 kann natürlich auch liegend in einem rechteckigen Prismensystem angebracht werden (Fig. 4a und 4b). Das rechteckige Prismensystem ist aus Prismenstangen 1 zusammengesetzt.
Auf die gleiche Weise können auch Leuchtstofflampen 12 entblendet werden, wie sich aus Fig. 5a und 5b ergibt. Das Prismensystem hat dabei den gleichen Aufbau wie bei der liegenden Ellipsoidlampe in Fig. 4a und 4b. Die gleichen Entblendungsvorteile ergeben sich auch bei dem in Fig. 6 dargestellten Deckeneinbaustrahler. Hier ist eine Ellipsoidlampe 5 mit Fassung 10 derart in der Decke angeordnet, daß ein Teil der Lampe unterhalb einer Deckenplatte 13 herausragt. Dieser herausragende Teil ist wiederum von übereinander geschichteten ringförmigen Prismen 1 umgeben. Auch hier ist deutlich erkennbar, daß keine Abstrahlung im Seitenbereich erfolgt, sondern lediglich die Hauptabstrahlung 7 nach unten und die Nebenabstrahlung 8 nach oben, wobei letztere zur Aufhellung der Decke 13 beiträgt.
Fig. 7 zeigt einen Pendelstrahler, der von einer Decke 13 herabhängt. Das großflächige Leuchtmittel 5 ist von einem aus übereinander geschichteten Prismen bestehenden Prismensystem zylinderförmig umgeben, wobei die übereinander geschichteten Prismen auch einstückig ausgeführt sein können. Auch bei dieser Entblendungsvariante tritt keine seitliche Abstrahlung auf.
Bei der Übereinanderschichtung der Prismen 1 kann bei hohen auftretenden Lichtstärken ein unerwünschter Effekt entstehen, der in Fig. 8 angedeutet ist und insbesondere bei Außenleuchteinrichtungen eine gewisse Blendungsgefahr mit sich bringt. Die vom Leuchtmittel herrührenden Strahlen 14 können so auf die Grundfläche 4 des Prismas auftreffen, daß ein kleiner Oberflächenreflexionsanteil 15 von der Grundfläche 4 reflektiert und durch die waagerechte Seitenfläche 3 des darüber befindlichen Prismas an dessen Grundfläche gelangt und dann durch die senkrechte Seitenfläche 2 in Strahlung 16 austritt. Einer solchen ungewollten Blendungsgefahr begegnet man entweder dadurch, daß die waagerechten Seitenflächen der Prismen aufgerauht oder geschwärzt werden, so daß der Reflexionsanteil 15 nicht in das darüberliegende Prisma eintreten kann. Stattdessen kann man aber auch, wie in Fig. 9 gezeigt, einen lichtundurchlässigen Zwischenring 17 unterhalb derwaagerechten Seitenfläche 3 anbringen. Auf diese Weise wird auch bei hohen auftretenden Lichtstärken eine vollkommene seitliche Entblendung erzielt.
Es ist aber auch möglich, diese Entblendung etwa für Farbeffekte auszunutzen, indem man farbige transparente Zwischenlagen 17 verwendet, um eine Färbung der Prismen zu erreichen, obwohl in den eigentlichen Abstrahlbereichen 7 und 8 das Lampenlicht ohne Farbverschiebung das Prisma 1 verläßt. Ein solcher farbiger Lichtaustritt erfolgt in einem relativ kleinen Winkelbereich, wie in Fig. 9 bei 18 angedeutet. Die Zwischenlagen 17 können insbesondere im Außenbereich auch als dünne Dichtungsscheiben ohne weitere Schutzeinrichtung eingesetzt werden.
Wie weiter oben erwähnt, können die übereinander geschichteten Prismen z.B. als einstückige Zylinder hergestellt werden. Bessere Ergebnisse erzielt man jedoch, wenn die übereinander geschichteten Prismenringe oder -stangen 1 durch Gewindestangen in an sich bekannter Weise verbunden werden, weil auf diese Weise die unvermeidbaren, herstellungsbedingten Verrundungsradien an den Prismenkanten mit größerer Präzision zu erhalten sind, d.h. kleiner ausfallen als bei einem einstückigen Zylinder. So zeigt Fig. 10 Einzelheiten einer solchen Anordnung, und zwar wiederum mit dem Leuchtmittel 5 in einer Fassung 10 und Befestigungsmitteln 11, wobei die Prismenringe 1 durch Gewindestangen 19 verbunden sind. Außerdem aber läßt Fig. 10 erkennen, daß man auch zusätzliche obere Abdeckungen durch Kopfspiegel oder Hitzeschilde 20 anbringen kann. Dies empfiehlt sich, wenn man die Leuchtmittel mit den Prismensystemen in klaren Kunststoff- Formkörpern, z.B. als Kugelleuchten, verwendet.
Aus Fig. 11a und 11 ist ersichtlich, daß die Durchmesser der Prismenringe 1 veränderlich sein können, so daß die Ansicht des Prismensystems von der Seite her nicht mehrZyiinderform aufweist. Auch solche Ausführungsformen sind interessante Entblendungsvarianten, insbesondere für Kugelleuchten.
1. Einrichtung zum Entblenden von großflächigen Leuchtmitteln für Innen- und Außenbeleuchtung unter Verwendung von übereinander angeordneten Prismen, die das Leuchtmittel umschließen, wobei dreiseitige Prismen (1), deren Seitenflächen (2, 3) einen Winkel von 90° bilden, mit einer ihrer Seitenflächen (2) senkrecht und mit der anderen ihrer Seitenflächen (3) waagerecht angeordnet sind, und wobei die den senkrechten Seitenflächen (2) gegenüberliegenden Kanten dem Leuchtmittel (5) zugewandt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die waagerechte Seitenfläche (3) des jeweiligen Prismas mit der zugehörigen, von dieser waagerechten Seitenfläche aus schräg nach oben gerichteten Grundfläche (4) einen Keilwinkel von 35° bis 45°, vorzugsweise 40°, bildet, und die Anordnung der Prismen übereinander im wesentlichen nur aus übereinandergeschichteten Prismen besteht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (1) lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (1) als kreisförmige oder ovale Ringe ausgebildet sind.
4. Einrichtung nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (1) aus Stangen bestehen, die zu Quadraten, Rechtecken oder anderen Vielecken zusammengesetzt sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechten Seitenflächen (3) der Prismen (1) aufgerauht oder geschwärzt sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Prismen (1) lichtundurchlässige Folien (15) angeordnet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Prismen (1) lichtundurchlässige farbige Folien angeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der ringförmigen Prismen (1) verschieden groß sind.
1. An antiglare device for large area lighting means for interior and exterior lighting using superposed prisms surrounding the lighting means, wherein three-sided prisms (1) whose side faces (2, 3) form an angle of 90° are arranged vertically with one of their side faces (2) and horizontally with the other of their side faces (3), and wherein the edges lying opposite the vertical side faces (2) face the lighting means (5),
characterized in that
the horizontal side face (3) of the respective prism forms a prism angle of 35° to 45°, preferably 40°, with the associated base (4) directed to slant upwards from this horizontal side face, and the arrangement of the stacked prisms consists in essence solely of prisms layered on top of one another.
2. A device according to claim 1, characterized in that the prisms (1) are detachably or nondetach- ably interconnected.
3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the prisms (1) are designed as circular or oval rings.
4. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the prisms (1) consist of rods arranged in squares, rectangles or other polygons.
5. A device according to claim 3 or 4, characterized in that the horizontal side faces (3) of the prisms (1) are roughened or darkened.
6. A device according to claim 3 or 4, characterized in that opaque foils (15) are arranged between the prisms (1).
7. A device according to claim 3 or 4, characterized in that coloured opaque foils are arranged between the prisms (1).
8. A device according to claim 3, characterized in that the diameters of the circular prisms (1) have different sizes.
1. Dispositif anti-éblouissant pour appareils d'éclairage de grande dimension servant à l'éclairage intérieur ou extérieur, du type utilisant des prismes superposés qui entourent l'appareil d'éclairage, selon lequel des prismes (1) à section triangulaire, dont les faces latérales (2, 3) font un angle de 90°, sont disposés avec l'une (2) de leurs faces latérales orientée verticalement et leur autre face latérale (3) orientée horizontalement, les arêtes opposées aux faces latérales verticales (2) étant dirigées vers l'appareil d'éclairage (5), caractérisé en ce que la face latérale horizontale (3) de chaque prisme fait un angle de 35° à 45°, de préférence de 40°, avec la face de base (4) correspondante, dirigée obliquement vers le haut à partir de cette face latérale horizontale, et en ce que l'agencement de prismes superposés n'est sensiblement constitué que de prismes superposés en couche.
2. Dispositif anti-éblouissant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les prismes sont réunis entre eux d'une manière séparable ou non.
3. Dispositif anti-éblouissant suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les prismes (1) sont réalisés sous la forme d'anneaux circulaires ou ovales.
4. Dispositif anti-éblouissant suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les prismes (1) sont constitués de barres qui sont assemblées de façon à former des carrés, des rectangles ou d'autres polygones.
5. Dispositif anti-éblouissant suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les faces latérales horizontales (3) des prismes (1) sont rendues rugueuses ou sont noircies.
6. Dispositif anti-éblouissant suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que des feuilles opaques (15) sont disposées entre les prismes (1).
7. Dispositif anti-éblouissant suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que des feuilles opaques colorées sont disposées entre les prismes (1).
8. Dispositif anti-éblouissant suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les diamètres des prismes annulaires (1) on des valeurs différentes.