DE102008052869B4 - Luminaire with LED mounting rail - Google Patents
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Abstract
Leuchte (1) mit einer oder mehreren Tragschienen (6) zum Halten von jeweils wenigstens einer LED (4), wobei die eine oder die mehreren LEDs (4) jeweils einem Gehäuse (18, 18') zugeordnet ist bzw. sind, welches die LED (4) umgibt, und das Gehäuse (18, 18') an der Tragschiene (6) lösbar befestigt ist, wobei: eine der LEDs (4) oder eine Gruppe von LEDs (4) auf einer Platine (8) angeordnet ist bzw. sind, wobei die Platine (8) zwischen der bzw. den LEDs (4) und einer Anlagefläche (12) der Tragschiene (6) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (18, 18') auf der Platine (8) mittels der dem Gehäuse (18, 18') zugeordneten LED (4) gehalten ist, und/oder das Gehäuse (18') eine Einrichtung zur Aufnahme einer Optik für die dem Gehäuse zugeordnete LED umfasst, wobei die Optik in unterschiedlichen Ausrichtungen an dem Gehäuse (18') befestigbar ist.Luminaire (1) with one or more mounting rails (6) for holding at least one LED (4) each, the one or more LEDs (4) each being assigned to a housing (18, 18 ') which is the LED (4) surrounds, and the housing (18, 18 ') is releasably attached to the mounting rail (6), wherein: one of the LEDs (4) or a group of LEDs (4) is arranged on a circuit board (8) or ., The circuit board (8) is arranged between the LED (s) (4) and a contact surface (12) of the mounting rail (6), the housing (18, 18 ') on the circuit board (8) by means of the Housing (18, 18 ') associated LED (4) is held, and / or the housing (18') comprises a device for receiving an optics for the LED assigned to the housing, the optics in different orientations on the housing (18 ' ) can be attached.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte mit LEDs (lichtemittierenden Dioden) als Leuchtmittel.The present invention relates to a luminaire with LEDs (light-emitting diodes) as lighting means.
Die Entwicklung von besonders lichtstarken LEDs hat es ermöglicht, sowohl Innen- als auch Außenleuchten zu konstruieren, die auf die LED-Technologie als Leuchtmittel beruhen. Durch die Verwendung mehrerer LEDs lassen sich sogar Straßenleuchten herstellen.The development of high-intensity LEDs has made it possible to construct both indoor and outdoor luminaires based on LED technology as a light source. By using several LEDs even street lights can be produced.
Der Nachteil der besonders lichtstarken LEDs ist jedoch, dass sie ähnlich wie herkömmliche Leuchtmittel eine erhebliche Wärme im Betrieb erzeugen, die durch die Leuchte abgeführt werden muss. Ist die Kühlung nicht hinreichend gegeben, so vermindert sich der von der LED erzeugte Lichtstrom. Bei noch stärkerer Erwärmung kann die LED auch ausfallen oder wenigstens vorzeitig alter. Selbst wenn innerhalb der Leuchte für eine ausreichende Kühlung der LEDs gesorgt ist, ist es nahezu unvermeidlich, dass die LEDs von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden müssen.The disadvantage of the particularly bright LEDs, however, is that they produce a considerable amount of heat during operation, similar to conventional bulbs, which must be dissipated by the light. If the cooling is insufficient, the luminous flux generated by the LED is reduced. With even more heating, the LED may fail or at least prematurely age. Even if sufficient cooling of the LEDs is ensured within the luminaire, it is almost inevitable that the LEDs must be replaced from time to time.
Es wäre daher wünschenswert, die LEDs möglichst frei anzuordnen, damit die Kühlung durch die Umgebungsluft gewährleistet ist und die LEDs zum Auswechseln zugänglich sind. Allerdings sind der Anordnung von LEDs auf Leuchten durch die zu erzielende gewünschte Lichtverteilung Grenzen gesetzt. Eine LED strahlt ihr Licht näherungsweise wie ein Lambert-Strahler ab. Zur Erzielung einer bestimmten Beleuchtungsaufgabe ist es daher oftmals notwendig, an der LED lichtlenkende Einrichtungen vorzusehen, um das Licht gegenüber der Lambert-Abstrahlcharakteristik zu bündeln oder aufzuweiten.It would therefore be desirable to arrange the LEDs as freely as possible, so that the cooling is ensured by the ambient air and the LEDs are accessible for replacement. However, the arrangement of LEDs on lights are limited by the desired light distribution to be achieved. An LED emits its light approximately like a Lambert radiator. In order to achieve a specific lighting task, it is therefore often necessary to provide light-directing devices on the LED in order to focus or widen the light in relation to the Lambert radiation characteristic.
Die Gebrauchsmusterschrift
Die Gebrauchsmusterschrift
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte der eingangs genannten Art bereitzustellen, die hinsichtlich der Kühlung von LEDs und der Handhabung der Leuchte zum Austausch der LEDs optimiert ist, ohne Nachteile hinsichtlich der gewünschten Lichtverteilung in Kauf nehmen zu müssen.Object of the present invention is to provide a lamp of the type mentioned above, which is optimized in terms of cooling of LEDs and the handling of the lamp to replace the LEDs, without having to accept disadvantages in terms of the desired light distribution in purchasing.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Leuchte gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Durch die Anordnung der LEDs auf einer oder mehreren Tragschienen der Leuchte kann die durch den Betrieb der LEDs entstehende Wärme über die Tragschiene abgeführt werden. Andererseits ist es durch die Gehäuse unmittelbar an den LEDs möglich, gewünschte lichtlenkende Einrichtungen unmittelbar an der LED zu befestigen. Da die Gehäuse lösbar an der Tragschiene befestigt sind, ist der Zugriff auf die LEDs zu Wartungszwecken gewährleistet.The invention achieves the object by the luminaire according to
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform übt die Befestigung des Gehäuses eine Kraft auf das Gehäuse in Richtung auf eine Anlagefläche der Tragschiene aus, insbesondere kann dabei das Gehäuse eine Kraft auf die ihr zugeordnete LED in Richtung auf eine Anlagefläche der Tragschiene bewirken. Durch die Kraft wird die LED direkt oder indirekt auf die Anlagefläche an der Tragschiene gedrückt, so dass der thermische Kontakt zwischen LED und der Tragschiene verbessert wird.According to a preferred embodiment, the attachment of the housing exerts a force on the housing in the direction of a contact surface of the support rail, in particular while the housing can cause a force on the associated LED in the direction of a contact surface of the support rail. Due to the force, the LED is pressed directly or indirectly onto the contact surface on the support rail, so that the thermal contact between the LED and the support rail is improved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mittels einer Federklammer an der Tragschiene befestigt. Insbesondere kann die Federklammer hinter zwei gegenüberliegenden Vorsprüngen an der Tragschiene eingerastet sein. Die Federklammer kann dabei eine Kraft auf das Gehäuse ein Richtung der Anlagefläche der Tragschiene ausüben. Durch diese Ausführungsform lässt sich die oben erwähnte Kraft auf die LED in Richtung zu der Anlagefläche der Tragschiene ausüben, um den thermischen Kontakt zu verbessern. In alternativen Ausführungsformen können anstelle der Federklammer auch Schraubverbindungen vorgesehen sein, die das Gehäuse in Richtung zu der Anlagefläche auf die Trägerschiene drücken.According to a preferred embodiment, the housing is fastened to the mounting rail by means of a spring clip. In particular, the spring clip may be engaged behind two opposite projections on the mounting rail. The spring clip can exert a force on the housing a direction of the contact surface of the support rail. By this embodiment, the above-mentioned force can be exerted on the LED in the direction of the abutment surface of the support rail to improve the thermal contact. In alternative embodiments, instead of the spring clip, screw connections can also be provided, which press the housing in the direction of the contact surface on the carrier rail.
Zur Verbesserung des thermischen Kontakts zwischen der LED, ggf. einem Zwischenelement und der Anlagefläche der Tragschiene kann ein thermisch leitendes Zwischenmaterial eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein thermisch leitender Isolator, wie TIM Sil-Pad, eingesetzt werden. Der Isolator kann beispielsweise in Form einer Folie vorliegen und zwischen den LEDs oder der mit LEDs besetzten Platine und der Anlagefläche der Tragschiene angeordnet werden. Dadurch werden die elektrischen Kontakte der LEDs gegenüber der Tragschiene, welche insbesondere aus Metall gefertigt ist, isoliert, wobei gleichzeitig eine thermische Verbindung bestehen bleibt. Alternativ kann auch eine Wärmeleitpaste an dieser Stelle vorgesehen sein.To improve the thermal contact between the LED, possibly an intermediate element and the contact surface of the support rail, a thermally conductive intermediate material can be used. For example, a thermally conductive insulator such as TIM Sil pad can be used. The insulator may, for example, be in the form of a film and be arranged between the LEDs or the board occupied by LEDs and the contact surface of the mounting rail. As a result, the electrical contacts of the LEDs with respect to the support rail, which is in particular made of metal, insulated, wherein at the same time a thermal connection remains. Alternatively, a thermal compound may be provided at this point.
Für die Ausführungsform, bei welcher das LED-Gehäuse an der Tragschiene mittels einer Federklammer lösbar befestigt ist, kann die Federklammer insbesondere so konstruiert sein, dass sie an dem Gehäuse an zwei gegenüberliegenden Seiten quer zur Längserstreckung der Tragschiene anliegt. Dadurch wird das Gehäuse in Richtung zu der Anlagefläche der Tragschiene gedrückt, so dass der mechanische Kontakt zwischen der LED mit ggf. einem Zwischenelement und der Tragschiene sich gleichmäßig über eine möglichst große Fläche verteilt. Somit wird der thermische Kontakt zwischen der Tragschiene und der LED weiter verbessert, während die mechanische Belastung, die durch die Federklammer auf die LED mittelbar ausgeübt wird, auf einem Niveau bleibt, das eine Beschädigung der LED ausschließt.For the embodiment in which the LED housing is releasably secured to the support rail by means of a spring clip, the spring clip may in particular be designed so that it bears against the housing on two opposite sides transversely to the longitudinal extension of the support rail. As a result, the housing is pressed in the direction of the abutment surface of the mounting rail, so that the mechanical contact between the LED, possibly with an intermediate element and the mounting rail, is distributed uniformly over as large an area as possible. Thus, the thermal contact between the support rail and the LED is further improved, while the mechanical load indirectly exerted by the spring clip on the LED remains at a level that precludes damage to the LED.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Federklammer zwei freie Enden auf einer Seite und ein geschlossenes Ende auf der gegenüberliegenden Seite, wobei die beiden freien Enden hinter einem Vorsprung an der Tragschiene auf einer Seite der Tragschiene und das geschlossene Ende hinter einem Vorsprung der Tragschiene auf der gegenüberliegenden Seite eingehakt werden kann. Die zwei freien Enden lassen sich entgegen der elastischen Kraft aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, so dass sich die Länge der Federklammer verringert, um die Federklammer von den Vorsprüngen an der Tragschiene zu lösen. Diese Konstruktion der Federklammer ist besonders einfach und ermöglicht ein werkzeugloses Lösen der Federklammer von der Tragschiene.According to a preferred embodiment, the spring clip comprises two free ends on one side and a closed end on the opposite side, wherein the two free ends behind a projection on the support rail on one side of the support rail and the closed end behind a projection of the support rail on the opposite Side can be hooked. The two free ends can be moved towards or away from each other, against the elastic force, so that the length of the spring clip decreases to release the spring clip from the protrusions on the mounting rail. This design of the spring clip is particularly simple and allows a tool-free release of the spring clip from the mounting rail.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Tragschiene aus einem Material mit besonders guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. aus Metall, insbesondere aus Aluminium, hergestellt. Dadurch wird die Wärmeableitung von den LEDs über die Tragschiene gewährleistet. Es können Kühlkörper entweder direkt an der Tragschiene oder an einem anderen Teil der Leuchte, mit dem die Tragschiene in thermischen Kontakt steht, vorgesehen sein.According to a preferred embodiment, the support rail is made of a material with particularly good thermal conductivity, for. B. made of metal, especially aluminum. This ensures heat dissipation from the LEDs via the DIN rail. There may be heat sink either directly to the mounting rail or to another part of the lamp with which the support rail is in thermal contact, may be provided.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die eine LED oder eine Gruppe von LEDs auf einer Platine angebracht, wobei die Platine zwischen den LEDs und der Anlagefläche der Tragschiene angeordnet ist. Die Platine weist die elektrischen Anschlüsse zum Kontaktieren der LED(s) auf. Die Platine kann aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, das der thermischen Belastung zwischen der LED und der Tragschiene, welche die von der LED erzeugte Wärme im Betrieb ableitet, standhält. Auf diese Weise lässt sich besonders einfach die elektrische Versorgung der LEDs herstellen.According to one embodiment of the invention, the one LED or a group of LEDs is mounted on a circuit board, wherein the board between the LEDs and the contact surface of the support rail is arranged. The board has the electrical connections to contact the LED (s). The board may be formed of a plastic material that withstands the thermal stress between the LED and the mounting rail which dissipates the heat generated by the LED during operation. In this way it is particularly easy to produce the electrical supply of the LEDs.
Bei der zuletzt genannten Ausführungsform können ferner die Gehäuse auf der Platine mittels der dem Gehäuse zugeordneten LED gehalten werden. Bei einem Austauschen einer LED wird das gesamte Bauteil bestehend aus einer oder mehreren LEDs, dem zugeordneten Gehäuse und der Platine, auf der die LEDs montiert sind, ausgewechselt. Die Platine kann gemäß einer Ausführungsform mit der Tragschiene fest verbunden sein oder gemäß einer anderen Ausführungsform nur indirekt über die den LEDs zugeordneten Gehäusen gehalten werden. Eine gute thermische Leitfähigkeit zwischen der Platine und der Tragschiene durch einen flächigen Kontakt zwischen diesen ist für beide Ausführungsformen bevorzugt.In the case of the last-mentioned embodiment, furthermore, the housings on the circuit board can be held by means of the LED assigned to the housing. When replacing an LED, the entire component is replaced by one or more LEDs, the associated housing and the board on which the LEDs are mounted. According to one embodiment, the printed circuit board can be firmly connected to the mounting rail or, according to another embodiment, can only be held indirectly via the housings assigned to the LEDs. A good thermal conductivity between the board and the mounting rail by a flat contact between them is preferred for both embodiments.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere LEDs mit den ihnen jeweils zugeordneten Gehäusen entlang einer Längserstreckung der Tragschiene frei positionierbar. Beispielsweise können durchgängige Vorsprünge in Form von Schienen an beiden Seiten der Tragschiene vorgesehen sein, an denen an beliebiger Stelle eine Federklammer der vorhergehend beschriebenen Art festgelegt werden können. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, um LEDs entsprechend der gewünschten, durch die Leuchte zu erzielenden Lichtverteilung entlang der Tragschiene anzuordnen. Bei Tragschienen, die eine Krümmung aufweisen, ist es häufig gewünscht, dass die LEDs im Außenbereich der Leuchte bzw. am Ende der Tragschiene mit einem geringeren Abstand angeordnet werden als in dem mittleren Bereich. Dies lässt sich durch das freie Positionieren der LEDs entlang der Tragschiene ohne weiteres sogar bei der Leuchtenmontage vor Ort vornehmen. Sofern mehrere LEDs auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind, lässt sich jeweils die Gruppe von LEDs auf der Platine gemeinsam entlang der Tragschiene variabel anordnen. Sofern die LEDs einzeln auf Platinen vorgesehen sind, lassen sich die Abstände zwischen den LEDs entlang der Tragschiene vollkommen frei einstellen.According to a preferred embodiment, a plurality of LEDs with their respective associated housings along a longitudinal extent of the support rail are freely positionable. For example, continuous projections may be provided in the form of rails on both sides of the support rail, at which at any point a spring clip of the type described above can be set. This embodiment is particularly advantageous for arranging LEDs along the support rail according to the desired light distribution to be achieved by the luminaire. In the case of mounting rails which have a curvature, it is often desired that the LEDs be arranged at a smaller distance in the outer area of the lamp or at the end of the mounting rail than in the central area. This can be done by the free positioning of the LEDs along the mounting rail readily even in the luminaire assembly on site. If several LEDs are arranged on a common board, the group of LEDs on the board can in each case be arranged variably along the mounting rail. If the LEDs are provided individually on boards, the distances between the LEDs along the mounting rail can be set completely freely.
Gemäß einer Ausführungsform ist in dem Gehäuse der LED ein Reflektor vorgesehen, um das Licht der LED zu bündeln oder aufzuweiten. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Optik in dem Gehäuse vorgesehen sein, wie eine Linse oder eine Streuscheibe vor der LED. Zusätzlich können auch Farbfilter an dem Gehäuse vorgesehen sein, um das Licht weißer LEDs farblich zu verändern.According to one embodiment, a reflector is provided in the housing of the LED in order to focus or to expand the light of the LED. Additionally or alternatively, an optic may be provided in the housing, such as a lens or a diffuser in front of the LED. In addition, color filters can also be provided on the housing in order to change the color of white LEDs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Optik in unterschiedlichen Ausrichtungen an dem Gehäuse befestigbar. Diese Ausführungsform ist für Optiken bevorzugt, die eine asymmetrische Lichtverteilung bezüglich der optischen Achse der LED erzielen. Insbesondere kann die Optik in Winkelabständen von 180° oder 90° oder in anderen kleinen Winkelabständen oder kontinuierlich um die optische Achse ausrichtbar sein. Dadurch lässt sich durch unterschiedliches Anordnen der gleichen Optik die asymmetrische Lichtabgabe in die gewünschte Richtung einstellen. Es kann immer die gleiche Optik verwendet werden, die in unterschiedlichen Ausrichtungen auf das Gehäuse aufgesteckt wird, um die Lichtablenkung in die gewünschte Richtung zu erzeugen.According to a preferred embodiment, the optics can be fastened in different orientations to the housing. This embodiment is preferred for optics having an asymmetric light distribution with respect to the optical axis of the Achieve LED. In particular, the optics can be oriented at angular intervals of 180 ° or 90 ° or at other small angular intervals or continuously about the optical axis. As a result, by arranging the same optics differently, the asymmetrical light output can be set in the desired direction. It can always be used the same optics, which is plugged in different orientations on the housing to produce the light deflection in the desired direction.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Tragschiene lösbar an der Leuchte befestigt. Zum Austauschen von LEDs einer Tragschiene kann die Tragschiene von der Leuchte demontiert werden, und anschließend können die einzelnen LEDs oder Gruppen von LEDs auf einer Platine mit den zugeordneten Gehäusen an der Tragschiene ausgewechselt werden. Bei dieser Ausführungsform ist berücksichtigt, dass auch die Tragschiene gegenüber der Leuchte einen guten thermischen Kontakt aufweist, um Wärme der LEDs über die Tragschiene auf das Leuchtengehäuse und ggf. zu an dem Leuchtengehäuse angeordneten Kühleinrichtung abzuleiten.According to a preferred embodiment, the mounting rail is releasably attached to the lamp. To replace LEDs of a mounting rail, the mounting rail can be removed from the lamp, and then the individual LEDs or groups of LEDs can be replaced on a board with the associated housings on the mounting rail. In this embodiment, it is considered that the support rail relative to the lamp has a good thermal contact to dissipate heat of the LEDs on the mounting rail on the lamp housing and possibly arranged on the lamp housing cooling device.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Tragschienen eine Krümmung entlang ihrer Längsrichtung auf. Mit einer Vielzahl derartiger Tragschienen lässt sich eine einfach oder mehrfach gekrümmte Fläche der Leuchte mit LEDs bestücken. Die Fläche ist entsprechend einer gewünschten Lichtverteilung der Leuchte in unterschiedlichen Tangentialrichtungen und mit unterschiedlichen Krümmungsradien versehen. In Kombination mit der vorher erwähnten flexiblen Anordnung der LEDs entlang der Trägerschiene lassen sich eine Vielzahl von gewünschten Lichtverteilungen mit einer derartigen Leuchte realisieren.According to one embodiment of the invention, the mounting rails have a curvature along their longitudinal direction. With a variety of such DIN rails can be a single or multiple curved surface of the lamp equipped with LEDs. The surface is provided in accordance with a desired light distribution of the lamp in different tangential directions and with different radii of curvature. In combination with the aforementioned flexible arrangement of the LEDs along the carrier rail, a large number of desired light distributions can be realized with such a luminaire.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den nachfolgenden Zeichnungen erläutert, die Folgendes darstellen:Further features and advantages of the present invention will be explained on the basis of a preferred embodiment in conjunction with the following drawings, which show the following:
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Außenleuchte z. B. in Form einer Straßenleuchte
Die LEDs
Die
Wie in den Ansichten nach
In der dargestellten Ausführungsform sind insgesamt vier LEDs
Die Platine
In einer alternativen Ausführungsform kann die Platine
Jeder LED
Im Folgenden wird die Befestigung der Gehäuse
Die Federklammer
Zum Lösen der Verbindung zwischen dem Gehäuse
Die Gehäuse
In den
Ferner lässt sich an den Gehäusen
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass verschiedene Gehäuse, Optiken und Streuscheiben für die LEDs
Eine Alternative zu der Befestigung durch Federklammern
Die Tragschienen
Weitere Modifikationen der vorhergehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Insbesondere sind alternative Leuchtenformen und damit unterschiedliche Formen von Tragschienen berücksichtigt. Beispielsweise kann eine Leuchte mehrere gradlinige oder konkav gekrümmte Tragschienen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Leuchtelamp
- 22
- Mastaufnahmepole diameter
- 44
- LEDLED
- 66
- Tragschienerail
- 88th
- Platinecircuit board
- 1010
- Steckkontaktplug contact
- 1212
- Anlageflächecontact surface
- 1414
- Loch in PlatineHole in circuit board
- 1616
- Loch in TragschieneHole in mounting rail
- 18, 18'18, 18 '
- Gehäusecasing
- 20, 20'20, 20 '
- Vorsprunghead Start
- 22, 22'22, 22 '
- Federklammerspring clip
- 2323
- geschlossenes Ende der Federklammerclosed end of the spring clip
- 2424
- freies Ende der Federklammerfree end of the spring clip
- 2626
- Reflexionsflächereflecting surface
- 2828
- Streuscheibediffuser
- 3030
- Befestigungsringfixing ring
- 3232
- hakenförmiger elastischer Ansatzhook-shaped elastic approach
- 3434
- Aussparung der TragschieneRecess of the mounting rail
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