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Die Erfindung betrifft eine LED-Leuchte der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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LED-Leuchten der betreffenden Art werden in unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt und sind beispielsweise zur Beleuchtung von Plätzen, beispielsweise Parkplätzen, Wegen und Straßen als LED-Straßenleuchte geeignet. Die bekannten LED-Leuchten sind ausgestattet mit einem Grundkörper, mit einer an dem Grundkörper angeordneten Leuchtdiode und mit einer in Strahlrichtung der Leuchtdiode vor der Leuchtdiode angeordneten Abdeckung. Dabei ist die Leuchtdiode zu der Abdeckung derart ausgerichtet, daß Lichtstrahlen in einer Hauptstrahlachse der Leuchtdiode senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung auftreffen.
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Beim Auftreffen von Lichtstrahlen einer Leuchtdiode auf ein lichtdurchlässiges Medium, wie es beispielsweise eine Abdeckung einer LED-Leuchte sein kann, verliert der Lichtstrahl Leuchtintensität insbesondere dadurch, daß ein Teil der Energie durch Absorption und/oder Reflexion an der Abdeckung verloren geht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Energieeffizienz einer LED-Leuchte der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu verbessern.
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Die Erfindung löst sich von dem Gedanken, größere Leuchtdioden zu verwenden bzw. Leuchtdioden mit höherer Energieaufnahme bzw. die Anzahl der Leuchtdioden zu erhöhen. Ihr liegt vielmehr der Gedanke zugrunde, die Abdeckung derart zu verbessern, daß der Verlust an Lichtleistung einer LED-Leuchtdiode aufgrund der in Strahlrichtung der Leuchtdiode nachgeordneten Abdeckung verringert ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Abdeckung derart geformt ist, daß in wenigstens einem Bereich seitlich von der Hauptstrahlachse der Leuchtdiode von der Leuchtdiode ausgehende Lichtstrahlen senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung auftreffen.
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Dadurch entsteht der Vorteil, daß durch das senkrechte bzw. annähernd senkrechte Auftreffen der von der Leuchtdiode ausgehenden Lichtstrahlen auf die Abdeckung der Anteil der an der Abdeckung reflektierten Lichtstrahlung verringert ist. Aufgrund dessen wird der Anteil der durch die Abdeckung transmittierten Lichtstrahlen erhöht, wodurch schließlich die Effizienz einer LED-Leuchte des im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art insbesondere bezüglich des Energiebedarfs verbessert wird.
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Darüber hinaus wird unter einer Abdeckung erfindungsgemäß eine Einrichtung verstanden, die als Funktionsträger dient und insbesondere die Leuchtdiode vor Witterungs- bzw. Umgebungseinflüssen schützt. Darüber hinaus kann eine Abdeckung auch zur Verbesserung einer ästhetischen Wirkung verwendet werden. Ferner können einer erfindungsgemäßen Abdeckung eine bzw. mehrere Abdeckungen bzw. Verkleidungen vorangestellt bzw. nachgeordnet sein.
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Eine Abdeckung kann auf verschiedene Art und Weise gebildet bzw. geformt sein und beispielsweise durch Zusammenwirken mit einem Grundkörper eine Leuchtdiode allseitig vor Witterungs-/Umgebungseinflüssen schützen.
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Ferner wird erfindungsgemäß unter einer Hauptstrahlachse einer Leuchtdiode die Achse verstanden, in der die Leuchtdiode mit der größten Intensität abstrahlt.
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Eine LED-Leuchte kann erfindungsgemäß eine Leuchtdiode aufweisen, die z. B. ersatzweise auch durch mehrere entsprechend benachbart zueinander angeordnete Leuchtdioden gebildet ist. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß auch möglich, eine LED-Leuchte mit weiteren, andersartigen Leuchtquellen zu kombinieren.
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Zudem ist es erfindungsgemäß möglich, die Lichtstärke einer LED-Leuchte dadurch zu erhöhen, daß mehrere zueinander beabstandet angeordnete Leuchtdioden verwendet werden.
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Daher sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß eine Mehrzahl von Leuchtdioden an dem Grundkörper zueinander beabstandet, insbesondere rasterartig, vorzugsweise rechteckrasterartig, angeordnet sind und das die Abdeckung derart geformt ist, daß jeweils in wenigstens einem Bereich seitlich von der Hauptstrahlachse von der jeweiligen Leuchtdiode ausgehende Lichstrahlen senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung auftreffen. Dadurch entsteht der Vorteil, daß mehrere unterschiedliche Leuchtdioden verwendet werden können, um die von einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte erzeugte Lichtstärke zu erhöhen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Abdeckung wenigstens abschnittsweise bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, geformt ist. Dadurch entsteht der Vorteil, daß Leuchtdioden verwendet werden können, ohne daß deren Lichtstrahlung durch beispielsweise Strahlenformungskörper besonders geformt werden müssen. Dadurch entstehen auch Kostenvorteile, die beispielsweise darauf zurückzuführen sind, daß in industrieller Serienfertigung hergestellte Leuchtdioden verwendbar sind. Ferner vereinfacht sich dadurch die Montage einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte, wie auch ihre Instandhaltung.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Abdeckung wenigstens abschnittsweise bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, geformt ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß eine Abdeckung auf einfache Art und Weise geformt werden kann, um dadurch die Energieeffizienz einer LED-Leuchte zu erhöhen.
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Zur Vergrößerung des Bereichs seitlich von der Hauptstrahlachse einer Leuchtdiode, in dem die von der Leuchtdiode ausgehenden Lichtstrahlen senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung auftreffen, ist es vorteilhaft, daß die Abdeckung wenigstens abschnittsweise rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse, insbesondere kugelförmig, geformt ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß insbesondere bei Leuchtdioden, die Lichtstrahlen in einem Winkelbereich zur Hauptstrahlachse emittieren, ein größerer Anteil von emittierten Lichtstrahlen dieser Leuchtdiode senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung auftreffen.
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Erfindungsgemäß können viele Materialien zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung verwendet werden. Diesbezüglich sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Abdeckung wenigstens abschnittsweise aus Glas, und/oder aus Kunststoff besteht, wobei der Kunststoff insbesondere Acryl und/oder Polykarbonat ist oder enthält. Dadurch ergeben sich neben den Kostenvorteilen aufgrund einer einfachen Verarbeitung bzw. geringer Materialkosten auch Vorteile im Gewicht einer erfindungsgemäßen Abdeckung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte dargestellt sind. Dabei bilden alle beanspruchten, beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbezügen sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
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Die Figuren der Zeichnungen zeigen drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte in jeweils einer schematischen Darstellung, die zur besseren Übersicht auf die das Verständnis unterstützenden Elemente reduziert sind. Darüber hinaus sind die Darstellungen der einzelnen Figuren, insbesondere zueinander, nicht maßstabsgetreu.
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In der Zeichnung sind gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Es zeigt:
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1 eine stark schematisierte Querschnittsdarstellung zur Verdeutlichtung des Verlustes der Lichtstärke einer Leuchtdiode durch Reflektion der auf eine Abdeckung auftreffenden Lichtstrahlen,
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2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer LED-Leuchte der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art,
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3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte mit einer Leuchtdiode in einer schematischen Querschnittsdarstellung,
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4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden in einer schematischen Querschnittsdarstellung,
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5 eine Draufsicht auf die Abdeckung des in 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der in 4 durch A gekennzeichneten Richtung,
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Abdeckung für das in 4 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht der in gemäß 4 durch A gekennzeichneten Richtung zur Bildung eines dritten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte.
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1 zeigt einen planaren Abschnitt 2 einer Abdeckung einer LED-Leuchte 4 der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Dabei ist zur Verdeutlichung des Lichtstärkeverlustes stellvertretend ein Lichtstrahl 6 einer Leuchtdiode 8 dargestellt, der in einem Winkel 10 zum planaren Abschnitt 2 der Abdeckung 12 auf die Abdeckung 12 auftrifft. Dabei wird beim Auftreffen des Lichtstrahles 6 ein Teil des Lichtstrahles 6 durch die erste Grenzschicht 14 der Abdeckung 12 transmittiert während der verbleibende Teil an der ersten Grenzschicht 14 der Abdeckung 12 reflektiert wird. Der reflektierte Teil 16 des Lichtstrahles 6 bildet dabei der an der ersten Grenzschicht 14 entstehende Verlust des auf die Abdeckung 12 auftreffenden Lichtstrahles 6. Weitere Verluste können sich unter anderem dadurch ergeben, daß der transmittierte Teil 18 des auf die Abdeckung 12 auftreffenden Lichtstrahles 6 an einer zweiten Grenzschicht 20 der Abdeckung 12 teilweise reflektiert wird.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer LED-Leuchte 4 der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, wobei eine Mehrzahl von Leuchtdioden 8 zueinander beabstandet an dem Grundkörper 24 angeordnet sind. In Strahlrichtung 22 der LED-Leuchte 4 ist eine Abdeckung 12 angeordnet, die durch Zusammenwirken mit dem Grundkörper 24 die Leuchtdioden 8 vor Witterungs-/Umgebungseinflüssen allseitig schützt. Die Abdeckung 12 ist quer zur Strahlrichtung 22 der LED-Leuchte 4 planar ausgebildet, so daß die anhand der 1 erläuterten Verluste bezüglich der Lichtstärke auftreten.
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3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4, die als LED-Straßenleuchte zur Beleuchtung von Straßen und Wegen verwendbar ist. Die dargestellte LED-Leuchte 4 weist einen Grundkörper 24 und eine an dem Grundkörper 24 angeordnete Leuchtdiode 8 auf. In Strahlrichtung 22 der LED-Leuchte 4 ist vor der Leuchtdiode 8 eine Abdeckung 12 angeordnet, wobei die Leuchtdiode 8 zu der Abdeckung 12 derart ausgerichtet ist, daß Lichtstrahlen 6 in einer Hauptstrahlachse 26 der Leuchtdiode 8 senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung 12 auftreffen.
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Die Abdeckung 12 ist derart geformt, daß in wenigstens einem Bereich 28, 28' seitlich von der Hauptstrahlachse 26 der Leuchtdiode 8 von der Leuchtdiode 8 ausgehende Lichtstrahlen 6 senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung 12 auftreffen. Ferner ist die Abdeckung 12 wenigstens abschnittsweise rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse 30, die in diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 mit der Hauptstrahlachse 26 zusammenfällt, kugelförmig geformt.
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Darüber hinaus zeichnet sich das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 dadurch aus, daß die Abdeckung 12 vollständig aus transparentem Kunststoff besteht, der Acryl ist.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4. Zur besseren Übersicht werden im folgenden lediglich die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, erläutert.
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Das zweite Ausführungsbeispiel einer LED-Leuchte 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Leuchtdioden 8 an dem Grundkörper 24 zueinander beabstandet angeordnet sind. In dem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 sind die Leuchtdioden 8 rechteckrasterartig zueinander angeordnet.
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Ferner ist die Abdeckung 12 derart geformt, daß jeweils in einem Bereich seitlich von der Hauptstrahlachse 26 von der jeweiligen Leuchtdiode 8 ausgehende Lichtstrahlen 6 senkrecht oder annähernd senkrecht auf die Abdeckung 12 auftreffen. Zur besseren Übersicht sind die Lichtstrahlen 6 nicht dargestellt.
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5 zeigt die Abdeckung 12 des zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 in der in 4 durch A gekennzeichneten Ansicht. Die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus Acryl hergestellte transparente Abdeckung 12 ist derart geformt, daß der in 4 gezeigte Kreisbogenquerschnitt jeweils über mehrere Leuchtdioden 8 erstreckt ist, so daß die einer Spalte 32 zugehörenden Leuchtdioden 8 der rechteckrasterartig zueinander an dem Grundkörper 24 angeordneten Leuchtdioden 8 jeweils einen im Querschnitt kreisbogenförmigen Abschnitt 34 der Abdeckung 12 zugeordnet sind. Ferner sind die im Querschnitt kreisbogenförmigen Abschnitte 34 der Abdeckung 12 zueinander direkt benachbart angeordnet, wodurch die Leuchtdioden 8 lediglich eine geringe Fläche zu deren Anordnung an dem Grundkörper 24 benötigen.
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Zur besseren Übersicht sind die Leuchtdioden 8 symbolisch jeweils durch ein Kreuz dargestellt und lediglich einmal mit einem Bezugszeichen versehen.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Abdeckung 12 für das in 4 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 in einer Ansicht gemäß der in 4 durch A gekennzeichneten Richtung zur Bildung eines dritten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4. Dabei ist die Abdeckung 12 im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 derart geformt, daß die Abdeckung 12 wenigstens abschnittsweise rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse 30 kugelförmig geformt ist. Zur besseren Übersicht ist die Rotationsachse 30 nicht und die Leuchtdioden symbolisch durch jeweils ein Kreuz dargestellt. Ferner sind zur besseren Übersicht sowohl die rotationssymmetrisch geformten Abschnitte 36 wie auch die Leuchtdioden 8 lediglich einmal mit den entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Die entsprechend rotationssymmetrisch geformten Abschnitte 36 sind jeweils einer Leuchtdiode 8, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 angeordnet sind, zugeordnet, so daß die einzelnen rotationssymmetrischen Abschnitte 36 ebenfalls rechteckrasterförmig an der Abdeckung 12 angeordnet sind.
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Wie die zuvor vorgestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte 4 zeigen, ist es möglich die Abdeckung 12 auf verschiedene Art und Weise zu gestalten bzw. zu formen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Abdeckung 12 einstückig auszuführen, so daß – sofern die Abdeckung 12 aus Kunststoff besteht – diese beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil hergestellt werden kann. Daneben gibt es viele andere Möglichkeiten, eine erfindungsgemäße LED-Leuchte 4 herzustellen. Beispielsweise kann die Abdeckung 12 auch aus verschiedenen Segmenten hergestellt sein, die zueinander angeordnet werden und durch ihre Anordnung die Abdeckung 12 bilden.
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Ferner kann die im Montagezustand der LED-Leuchte 4 den Leuchtdioden 8 abgewandte Oberfläche der Abdeckung zur Streuung der Lichtstrahlen 6 beispielsweise mit einer Struktur versehen sein. Darüber hinaus kann diese Oberfläche auch satiniert sein.
