[0001] Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung zur Anbringung an einer ersten,
eine Lichtaustrittsebene definierenden Wand, insbesondere an einer Decke, sowie zur
gleichmäßigen Ausleuchtung einer großflächigen und unter einem Winkel, insbesondere
an einem 90°-Winkel, zu der ersten Wand stehenden zweiten Wand, umfassend eine Lichtquelle,
die im Bereich des ersten Brennpunktes eines im wesentlichen elipsoidförmigen Reflektorelementes
angeordnet ist, eine Linsenanordnung, die eine bezüglich der Lichtaustrittsebene geneigte
Linse umfaßt, und eine Lichtaustrittsöffnung, in der der zweite Brennpunkt des Reflektorelementes
angeordnet ist.
[0002] Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung ist in dem Katalog der Anmelderin "Leuchtenprogramm",
Ausgabe 1998/99, auf Seite 228 unter der Artikelnummer 81661 dargestellt. Hier ist
als Lichtquelle eine PAR 56 500 Watt/120 V Lampe vorgesehen, die bei einer deckenseitigen
Anbringung eine Raumhöhe von bis zu 12 m gleichmäßig ausleuchtet. Größere Raumhöhen
sind mit einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung prinzipiell nicht mehr zufriedenstellend
ausleuchtbar.
[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, die eine gleichmäßige Ausleuchtung größerer
Wandflächen, insbesondere bei Raumhöhen über 12 m ermöglicht.
[0004] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere
mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet,
- daß die Lichtquelle eine freistrahlende Hochvolt-Halogen Lampe ist, die innerhalb
eines parabolförmigen Spotreflektors angeordnet ist, wobei die Längsachse der Lampe
im wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des Spotreflektors steht,
- daß der erste Brennpunkt des Reflektorelementes mit dem Brennpunkt des Spotreflektors
zusammenfällt, und
- daß der Spotreflektor eine von der Lampe zumindest teilweise durchgriffene Öffnung
aufweist.
[0005] Das Prinzip der Erfindung besteht zunächst darin, anstelle einer PAR-Lampe als Lichtquelle
eine freistrahlende Hochvolt-Halogenlampe zu verwenden. Dies ist wesentlich, da PAR-Lampen
nie absolut schlierenfrei sind, wodurch die gleichmäßige Ausleuchtung einer Wand nur
durch erhöhte Ausblendung in der Skulpturenlinse erreichbar ist.
[0006] Weiterhin ist für die Hochvolt-Halogenlampe ein Spotreflektor vorgesehen, der die
Hochvolt-Halogenlampe teilweise umgibt. Die Hochvolt-Halogenlampe ist dabei im Brennpunkt
des parabolförmigen Spotreflektors angeordnet.
[0007] Andererseits ermöglicht die Anordnung der Hochvolt-Halogenlampe derart, daß deren
Längsachse senkrecht zur Mittelachse des Spotreflektors, also unter einem Winkel zwischen
0 und 45° zu der Lichtaustrittsebene steht, die Verwendung einer Hochvolt-Halogenlampe
mit einer sehr großen Leistung. Die Wärme kann nämlich bei einer derart gewählten
Anordnung nach außerhalb des Spotreflektors geleitet werden, so daß dort genügend
Volumen zur Kühlung zur Verfügung steht. Entscheidend ist bei der getroffenen Anordnung
der Hochvolt-Halogenlampe aber auch, daß nun der Lichtschwerpunkt der Lichtquelle
sehr konzentriert im Bereich des ersten Brennpunktes des Reflektorelementes plaziert
ist. Damit kann eine Lichtleitung derart stattfinden, daß dieser Lichtschwerpunkt
in der Lichtaustrittsöffnung der Beleuchtungsvorrichtung, also in der Lichtaustrittsebene,
konzentriert abgebildet wird.
[0008] Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht eine hervorragende Blendbegrenzung,
also nahezu Blendfreiheit, weist einen guten Wirkungsgrad auf und leuchtet die Wand
absolut gleichmäßig aus.
[0009] Zwar ist es im Stand der Technik bereits bekannt, bei als Wandflutern verwendeten
Beleuchtungsvorrichtungen Halogenglühlampen als Lichtquelle einzusetzen, wie dies
beispielsweise aus dem obengenannten Katalog der Anmelderin auf Seite 221 unter der
Artikelnummer 81 533 hervorgeht. Hier ist jedoch die Halogenlampe so angeordnet, daß
ihre Längsachse im wesentlichen senkrecht zu der Lichtaustrittsebene steht. Mit derartigen
Wandflutern sind jedoch nur kleine Wandflächen, bei geringen Raumhöhen bis 3 m gleichmäßig
ausleuchtbar. Die dort verwendeten Halogen-Glühlampen weisen eine maximale Leistung
von 150 W auf.
[0010] Die gewählte erfindungsgemäße Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, daß nunmehr
ein Wechsel der Lampe mühelos erfolgen kann. Da die Lichtaustrittsöffnung wesentlich
größer ist als die verwendete Hochvolt-Halogenlampe, kann ein Benutzer die Lampe problemlos
durch die Lichtaustrittsöffnung hindurch bewegen. Beim Stand der Technik war das Auswechseln
einer relativ großen PAR Lampe komplizierter, da die Lichtaustrittsöffnung im Verhältnis
dazu relativ klein war.
[0011] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt die Längsachse der Lampe in einer zu
der zweiten Wand parallelen Ebene. Dies ermöglicht ein Aufspreizen des Lichtstroms
derart, daß ein verhältnismäßig breiter Wandbereich der zweiten Wand gleichmäßig ausgeleuchtet
werden kann. Für eine Mehrzahl entlang einer Linie angeordneter Beleuchtungsvorrichtungen
können daher auf vorteilhafte Weise die einzelnen Abstände der Beleuchtungsvorrichtungen
voneinander gering gewählt werden.
[0012] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ragt der Lampensockel zumindest
teilweise aus dem Spotreflektor heraus. Dies ermöglicht eine besonders effiziente
Kühlung der Lampe, da aufgrund der hohen Leistung große Aufheizungen, insbesondere
im Bereich des Lampensockels, auftreten. Dadurch daß der Lampensockel zumindest teilweise
aus dem Spotreflektor herausragt, steht unmittelbar benachbart dem Lampensockel Freiraum
zur Verfügung, der die Wärmeenergie aufnehmen kann.
[0013] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Spotreflektor
im Bereich seines Zentrums abgeplattet. Auf diese Weise ist der Spotreflektor besonders
vorteilhaft an die Lage der Lampe angepaßt und kann so einen besonders hohen Wirkungsgrad,
d.h. eine maximal austretende Lichtmenge ermöglichen.
[0014] In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Darin zeigen
Fig. 1 in schematischer Seitenansicht den Bereich eines Raumes, in dessen Deckenwand
eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, die eine hohe Seitenwand
des Raumes gleichmäßig ausleuchtet,
Fig. 2 in teilgeschnittener Ansicht die Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 in Detaildarstellung,
und
Fig. 3 in teilgeschnittener Ansicht eine Hälfte der um 90° um ihre Längsachse gedrehte
Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 2.
[0015] Die in den Fig. in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Beleuchtungsvorrichtung wird
in der Regel an einer Decke 11 befestigt. Mit der Beleuchtungsvorrichtung 10 soll
eine in Fig. 1 mit 12 bezeichnete Seitenwand gleichmäßig ausgeleuchtet werden. Hierbei
handelt es sich insbesondere um Seitenwände eines Raumes mit einer Höhe H etwa zwischen
5 und 40 m.
[0016] Gewünscht ist ein hoher Wirkungsgrad der Leuchte, eine absolut gleichmäßige Ausleuchtung
der Seitenwand 12 sowie für einen Benutzer 13 eine nahezu vollständige Blendbegrenzung
oder Blendfreiheit.
[0017] Gemäß Fig. 2 umfaßt die Beleuchtungsvorrichtung 10 im wesentlichen folgende Elemente:
[0018] Innerhalb eines Gehäuses 14, welches beispielsweise auch ein Betoneinbaugehäuse sein
kann, ist eine Haltevorrichtung 15 angeordnet, welche auf prinzipiell beliebige Weise
einen Spotreflektor 16 hält. Innerhalb des Spotreflektors 16 ist eine freistrahlende
Hochvolt-Halogenlampe 17 angeordnet, deren Sockel 18 teilweise durch eine Öffnung
19 in der Wand des Spotreflektors 16 aus dem Innenraum 20 des Spotreflektors 16 herausragt.
Die Längsachse L der Hochvolt-Halogenlampe 17 steht damit unter einem rechten Winkel
zu der Mittelachse M des Spotreflektors 16. Die Mittelachse M des Spotreflektors 16
ist bezüglich einer durch die Lichtaustrittsöffnung 21 definierten Lichtaustrittsebene
E unter einem Winkel β geneigt.
[0019] Daraus ergibt sich, daß die Längsachse L der Hochvolt-Halogenlampe 17 unter einem
spitzen Winkel α (gemäß Darstellung in Fig. 2) bezüglich der Lichtaustrittsebene E
der Beleuchtungsvorrichtung 10 steht. Der Winkel α ist in Abhängigkeit von der Raumhöhe
H zu wählen. Bei dem in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel
α etwa 17°.
[0020] Bei einer Raumhöhe H einer auszuleuchtenden Wand 12 von ca. 30 m beträgt der Winkel
α etwa 6°.
[0021] Der parabolförmige Spotreflektor 16 weist im Bereich seiner Lichtaustrittsöffnung
22 eine richtungsneutrale, klare, kaum strukturierte Streulinse 23 auf. Die Streulinse
dient im wesentlichen dazu, eine reduzierte Lichtmenge auf ein nach Art einer Wandfluterschaufel
ausgebildetes elipsoidförmiges Reflektorelement 24 zu werfen. Das auf seiner Hohlseite
25 verspiegelte Reflektorelement 24 dient dazu, den oberen Bereich 12a der Wand 12
weich und schlierenfrei auszuleuchten.
[0022] Während der Direktlichtanteil (angedeutet in Fig. 2 durch die beiden Strahlen S1
und S2) im wesentlichen für die Ausleuchtung der unteren Wandbereiche 12b sorgt, dient
die Streulinse 23 gewissermaßen als Bindeglied zwischen dem Direktlichtanteil und
dem Streulichtanteil. Der Streulichtanteil wird über das Reflektorelement 24 in den
oberen Wandbereich 12a hin geworfen.
[0023] Bezüglich des Unterschiedes zwischen Direktlichtanteil und Streulichtanteil des von
der Lampe 17 der Beleuchtungsvorrichtung 10 ausgesandten Lichtes sei angemerkt, daß
als Direktlichtanteil derjenige Lichtanteil bezeichnet wird, der im wesentlichen entweder
unmittelbar von der Lichtquelle 17 ohne jegliche Reflektion durch die Lichtaustrittsöffnung
21 der Beleuchtungsvorrichtung 10 austritt, wie auch derjenige Lichtanteil, der lediglich
von dem Spotreflektor 16 reflektiert wird und anschließend durch die Lichtaustrittsöffnung
21 austritt.
[0024] Als Streulichtanteil hingegen bezeichnet man dasjenige Licht, welches von der Hochvolt-Halogenlampe
17 kommend von der Streulinse 23 abgelenkt und auf das Reflektorelement 24 geworfen
wird. Dieses Licht kann dann von dem Reflektorelement 24 bzw. von dessen verspiegelter
Hohlseite 25 durch die Lichtaustrittsöffnung 21 der Beleuchtungsvorrichtung 10 ausgeworfen
werden und insbesondere den oberen Wandbereich 12a der auszuleuchtenden Wand 12 beleuchten.
[0025] Mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 10 lassen sich keine Übergänge
zwischen diesen beiden Sichtanteilen erkennen, wodurch die Wand 12 gleichmäßig ausgeleuchtet
wird.
[0026] Die Hochvolt-Halogenlampe 17 ist derart angeordnet, daß der Lichtschwerpunkt der
Hochvolt-Halogenlampe 17 im Bereich eines oberen Brennpunktes (etwa bei Pos. P1) des
Reflektorelementes 24 liegt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der untere,
zweite Brennpunkt P2 in der Lichtaustrittsöffnung 21 der Beleuchtungsvorrichtung,
und zwar insbesondere in der Lichtaustrittsebene E, liegt.
[0027] Innerhalb der Hochvolt-Halogenlampe 17 ist eine im wesentlichen M-förmige, nicht
dargestellte Wendel angeordnet. Die Anordnung dieser Glühwendel läßt sich beispielsweise
aus dem eingangs genannten Katalog der Anmelderin, Seite 372 in der letzten Spalte
erkennen.
[0028] Das eigentliche Leuchtvolumen, das man auch als Lichtschwerpunkt bezeichnet, ist
somit räumlich sehr begrenzt und damit konzentriert um den ersten Brennpunkt P1 des
Reflektorelementes 24 herum angeordnet.
[0029] Der Spotreflektor 16 ist relativ zu dem Reflektorelement 24 derart angeordnet, daß
der Brennpunkt des parabolischen Spotreflektors 16 mit dem ersten Brennpunkt P1 des
elipsoidförmigen Reflektorelementes 24 zusammenfällt. In vorteilhafter Weise ist darüber
hinaus der Spotreflektor 16 im Bereich seines Zentrums Z abgeplattet. Dies ermöglicht
einen besonders hohen Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
[0030] Im Lichtweg ist zwischen dem Spotreflektor 16 und der Lichtaustrittsöffnung 21 der
Beleuchtungsvorrichtung 10 eine Linsenanordnung 26 vorgesehen, die einerseits über
eine Spreizlinse 27 verfügen kann, welche im wesentlichen dazu dient, das austretende
Licht oval (bezüglich Fig. 2 aus der Papierebene heraus) aufzuspreizen, um einen möglichst
breiten Wandbereich auszuleuchten, oder den Abstand mehrerer, entlang einer Linie
angeordneter Beleuchtungsvorrichtung 10 zueinander gering zu halten. Andererseits
kann sich unterhalb der Spreizlinse 27 eine Darklight-Reflektoranordnung 28 befinden,
die Blendfreiheit gewährleistet, da in Richtung der Wand 12 eine hohe Abblendung erfolgt.
[0031] Der Sockel 18 der Hochvolt-Halogenlampe 17 ist lösbar an einem Fassungskörper 29
befestigt, welcher in wärmeleitender Verbindung mit einem Kühlkörper 30 steht. Der
beispielsweise aus Aluminium-Druckguß bestehende Kühlkörper 30 kann über eine Vielzahl
von Kühlrippen 31 verfügen. Auf diese Weise gelingt es auch bei leistungsstarken Hochvolt-Halogenlampen
17 mit Leistungen von 500 Watt eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten.
[0032] Bezüglich der Fig. 2 und 3 sei festgestellt, daß die Position der Hochvolt-Halogenlampe
17 und des Fassungskörpers 29 bzw. des Glühkörpers 30 aus Gründen der Übersichtlichkeit
in einer um 90° um die Mittelachse M des Spotreflektors 16 gedrehten Position dargestellt
ist.
[0033] Tatsächlich ist die Hochvolt-Halogenlampe 17 derart angeordnet, daß die Längsachse
L der Hochvolt-Halogenlampe 17 in einer Ebene parallel zur zweiten Wand 12 liegt.
Dementsprechend müßten korrekte Zeichnungen bei einer Schnittdarstellung gemäß Fig.
2 einen Spotreflektor 16 zeigen, der im Bereich der dargestellten Öffnung 19 durchgehend
(also ohne Öffnung) ausgebildet wäre sowie eine Hochvolt-Halogenlampe 17 in einer
Schnittdarstellung quer zu ihrer Längsachse L, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.
[0034] Analog muß man sich die Lage der Hochvolt-Halogenlampe 17 in Fig. 3 derart vorstellen,
daß ihre Längsachse L tatsächlich in der Papierebene liegt, also parallel zur Lichtaustrittsebene
E sowie senkrecht zur Mittelachse M des Spotreflektors 16 angeordnet ist. Demgemäß
müßte der Spotreflektor 16 in einer richtigen Darstellung der Fig. 3 tatsächlich eine
Öffnung 19 erkennen lassen.
[0035] Ein Auswechseln der Hochvolt-Halogenlampe 17 gestaltet sich bei der erfindungsgemäßen
Beleuchtungsvorrichtung 10 besonders einfach, da die Lichtaustrittsöffnung 21 der
Beleuchtungsvorrichtung 10 viel größer ist als die Lampe 17. Der Benutzer muß lediglich
die mittels eines Sicherungsseiles 32 gehaltene Linsenanordnung 26 lösen und hat anschließend
Zugriff auf eine Haltefeder 33 für die schwenkbar angeordnete Streulinse 23.
[0036] Durch Betätigung der Haltefeder 33 und Verschwenken der Streulinse 23 kann der Benutzer
die Hochvolt-Halogenlampe 17 auf einfach Weise greifen und eine neue Lampe 17 einsetzen.
[0037] Ein derartiger Auswechselvorgang ist am Stand der Technik mit einer PAR Lampe wesentlich
aufwendiger, da PAR Lampen deutlich größer sind als Hochvolt-Halogenlampen 17.
[0038] Als Lichtquelle wird vorteilhafterweise eine Hochvolt-Halogenlampe 17 der Bauart
QT 15, 500 Watt, 230 V bzw. QT 22, 500 Watt, 230 V verwendet, so daß auf eine weit
verbreitete Lampenart zugegriffen werden kann.
[0039] Der Spotreflektor 16 selbst kann vorteilhafterweise aus mehreren in Umfangsrichtung
benachbarten Segmenten bestehen.
Bezugszeichenliste
[0040]
- H
- Höhe
- L
- Längsachse von 17
- M
- Mittelachse von 16
- E
- Lichtaustrittsebene
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- 12a
- oberer Bereich von 12
- 12b
- unterer Bereich von 12
- S1
- Strahlen
- S2
- Strahlen
- P1
- 1. Brennpunkt von 24
- P2
- 2. Brennpunkt von 24
- Z
- Zentrum von 16
- 10
- Beleuchtungsvorrichtung
- 11
- Decke
- 12
- Seitenwand
- 13
- Benutzer
- 14
- Gehäuse
- 15
- Haltevorrichtung
- 16
- Spotreflektor
- 17
- Hochvolt-Halogenlampe
- 18
- Sockel von 17
- 19
- Öffnung von 16
- 20
- Innenraum
- 21
- Lichtaustrittsöffnung von 10
- 22
- Lichtaustrittsöffnung von 16
- 23
- Streulinse
- 24
- Reflektorelement
- 25
- Hohlseite von 24
- 26
- Linsenanordnung
- 27
- Spreizlinse
- 28
- Darklight-Reflektor
- 29
- Fassungskörper
- 30
- Kühlkörper
- 31
- Kühlrippen
- 32
- Seil
- 33
- Haltefeder
1. Beleuchtungsvorrichtung (10) zur Anbringung an einer ersten, eine Lichtaustrittsebene
(E) definierenden Wand (11), insbesondere an einer Decke, sowie zur gleichmäßigen
Ausleuchtung einer großflächigen und unter einem Winkel, insbesondere einem 90°-Winkel,
zu der ersten Wand (11) stehenden zweiten Wand (12), umfassend eine Lichtquelle (17),
die im Bereich des ersten Brennpunktes (P1) eines im wesentlichen elipsoidförmigen
Reflektorelementes (24) angeordnet ist, eine Linsenanordnung (26), die eine bezüglich
der Lichtaustrittsebene (E) geneigte Spreizlinse (27) umfaßt, und eine Lichtaustrittsöffnung
(21), in der der zweite Brennpunkt (P2) des Reflektorelementes (24) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Lichtquelle (17) eine freistrahlende Hochvolt-Halogen Lampe ist, die innerhalb
eines parabolförmigen Spotreflektors (16) angeordnet ist, wobei die Längsachse (L)
der Lampe (17) im wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse (M) des Spotreflektors
(16) steht,
- daß der erste Brennpunkt (P1) des Reflektorelementes (24) mit dem Brennpunkt des
Spotreflektors (16) zusammenfällt,
und
- daß der Spotreflektor (16) eine von der Lampe (17) zumindest teilweise durchgriffene
Öffnung (19) aufweist.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse
(L) der Lampe (17) in einer zu der zweiten Wand (12) parallelen Ebene liegt.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius
des Reflektorelementes (24) bzw. der Abstand zwischen den beiden Brennpunkten (P1,
P2) des Reflektorelementes (24) an die Höhe (H) der auszuleuchtenden zweiten Wand
(12) angepaßt ist.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lampensockel (18) zumindest teilweise aus dem Innenraum (20) des Spotreflektors
(16) herausragt.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lampensockel (18) lösbar an einer Lampenfassung (29) befestigt ist, die mit
einem Kühlkörper (30) in wärmeleitender Verbindung steht.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper
(30) mit Kühlrippen (31) versehen ist.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper
(30) und der Reflektor (24) an einer gemeinsamen Haltevorrichtung (15) befestigt sind,
die mit einem Gehäuse (14) für die Beleuchtungsvorrichtung (10) fest verbunden ist.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spotreflektor (16) im Bereich seines Zentrums (Z) abgeplattet ist.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquelle (17) eine Lampe der Bauart QT 15, 500 W, 230 V bzw. QT 22, 500
W, 230 V ist.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich einer Lichtaustrittsöffnung (22) des Spotreflektors (16) eine richtungsneutrale,
klare, kaum strukturierte Streulinse (23) angeordnet ist.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Streulinse
(23) schwenkbar relativ zum Spotreflektor (16) angeordnet ist.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spotreflektor (16) segmentiert ist.