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Die Erfindung betrifft einen Bausatz zur Ausrüstung von Straßenleuchten, wobei die Leuchte an einer Tragstruktur befestigt ist und als wesentliche Bauteile mindestens ein Gehäuse mit einer in Richtung der zu beleuchtenden Fläche lichtdurchlässigen Abdeckung aufweist und wobei im Gehäuse elektrische Betriebsmittel und eine Leuchteinheit angeordnet sind.
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Die primäre Aufgabe einer Straßenbeleuchtung ist die Gewährleistung der allgemeinen öffentlichen Sicherheit und der Verkehrssicherheit durch eine ausreichende Beleuchtung in Tagesabschnitten, in denen nicht genügend Sonnenlicht verfügbar ist. Hierfür ist eine kaum überschaubare Anzahl von Straßenleuchten bekannt, beispielsweise aus
DE 32 37 892 A1 ,
DE 10 2010 033 977 A1 oder
DE 20 2012 001 432 U1 .
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Die konkrete Ausgestaltung der Straßenbeleuchtung ist von den Standortbedingungen (z. B. stark befahrene Straßenkreuzung oder wenig frequentierter Fußweg) abhängig. Dabei werden neben Sicherheitsaspekten auch wirtschaftliche, ökologische und teilweise gestalterische Aspekte beachtet. Gegenwärtig sind insbesondere energetische Aspekte relevant. In diesem Zusammenhang erhöht sich aufgrund der guten Leistungsdaten und der akzeptableren Kosten die Attraktivität für einen Einsatz der LED-Technik. Aus Berechnungen ist bekannt, dass sich die zunächst notwendigen Investitionskosten in neue LED-Technik Infolge des reduzierten Energiebedarfs bereits nach einem überschaubaren Zeitraum gegenüber konventionellen Straßenleuchten mit Quecksilber-, Halogen-, Metalldampf- oder Natriumdampflampen ausgleichen. Die Energieeinsparung wird sowohl durch den besseren Wirkungsgrad bei der Umwandlung in Lichtenergie erreicht als auch durch Möglichkeiten einer bedarfsorientierten Lichtsteuerung, z. B. durch Dimmen während verkehrsschwacher Zeiten nach Mitternacht.
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Allerdings wurden oftmals erst vor wenigen Jahren neue Straßenleuchten mit aus heutiger Betrachtung konventioneller Technik installiert, so dass ein Ersatz diesbezüglicher Leuchten technisch an sich nicht notwendig und finanziell nicht zu rechtfertigen ist. Deshalb wurden bereits mehrfach Umbausätze vorgeschlagen, die bisher jedoch kaum Akzeptanz am Markt gefunden haben. Aufgrund eigener Recherchen ist einzuschätzen, dass eine wesentliche Ursache dieser mangelnden Akzeptanz die ganz überwiegend aufwendige Montage und die relativ hohen Kosten der Umrüstbausätze sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine technische Lösung zum Einsatz neuartiger Lichttechnik, vorzugsweise LED-Technik in Straßenleuchten zu schaffen, die für eine Erstausrüstung beim Leuchtenhersteller und für eine Umrüstung bereits installierter Leuchten direkt am Einsatzort geeignet ist. Dabei werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ”Straßenleuchte” solche Leuchten bezeichnet, die im Außenbereich zur Beleuchtung von Straßen, Wegen, Plätzen und dergleichen eingesetzt werden.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem der Bausatz eine Trägerplatine aufweist, auf der sämtliche für eine Lichterzeugung in der Leuchte notwendigen Bauteile montiert sind und indem die Trägerplatine über mindestens drei separate Abstützpunkte lagefixiert im Gehäuse positioniert ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren technische Merkmale in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
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Somit wird ein Komplett-Einbaulichtmodul für Außen- und Straßenleuchten verfügbar, das in vorteilhafter Weise ohne Werkzeuge schnell gewechselt werden kann. Dieses Modul ist als ein rüttelsicheres Dreipunktsystem ausgeführt, das weitgehend verschleißfest ist und auf sehr einfache Weise hergestellt und montiert werden kann. Diese technologieübergreifende Ausführung ist zum einfachen Integrieren von fortschrittlichen Technologien der Lichttechnik konzipiert und daher prädestiniert als ein herstellerübergreifendes Standardwechselsystem.
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Im Unterschied zu den bisher bekannten Leuchten sind alle Teile, welche für die Lichterzeugung in der Leuchte notwendig sind, auf nur einem speziellen Geräteträger – der Trägerplatine – montiert. Diese kann ohne Werkzeug in das Gehäuse der Leuchte eingesetzt und aus dieser entnommen werden. Durch die spezielle Form und Kantung von Trägerplatine und Halteteilen wird dies rüttelsicher realisiert. An der Trägerplatine werden keine Scharniere, Bolzen, Splinte oder andere zusätzliche Normteile benötigt. Die Trägerplatinen sind üblicherweise mit einer genormten Steckvorrichtung versehen, über welche die elektrische Verbindung zum Anschlusskabel für die Leuchte erfolgt.
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Die Haltetechnik ist vorzugsweise als Dreipunktsystem ausgebildet und besteht funktionell betrachtet aus einem Elektroblock-Einhängewinkelsystem, welches aus zwei Haken an der Trägerplatine und entsprechend ausgebildeten Ösen am Gehäuse besteht. Dabei sind zwei verschiedene Hakensysteme möglich, indem das Blech als Haken geschnitten ist oder indem das Blech zweifach gebogen zum Haken gestaltet wird. Die jeweils dazu gehörigen Ösen sind entsprechend der rüttelsicheren Einbaustellung ausgeformt. Gegenüber diesem Haken-Ösen-System liegt der dritte Punkt, welcher vorzugsweise als Federverschluss ausgeführt ist. Das Elektroblock-Einhängewinkelsystem justiert die Trägerplatine im Funktionszustand formschlüssig auf der Einhängeseite und wird gegenüber in einer Rastaussparung mit dem Federverschluss rüttelsicher im Gehäuse verbunden. Dabei ist die geometrische Form der hakenförmigen Abschnitte so ausgeführt, dass unbeabsichtigtes Herausfallen ausgeschlossen ist. Damit ist keine zusätzliche Sicherung (wie beispielsweise durch ein Seil) notwendig.
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Der Federverschluss ist so ausgeprägt, das er in eine am Gehäuse befindliche schlitzförmige Öffnung einrastet. Dieser Federverschluss wird über eine spezielle Flachfeder aus Edelstahl oder durch eine speziell federnd ausgeprägte Formgebung an der Trägerplatine realisiert. Bei entsprechend möglicher Schenkellänge wird eine spezielle geometrische Formgebung gewählt, so dass keine separate Flachfeder erforderlich ist. Zum leichten Herausnehmen ist am Federverschluss vorzugsweise eine Bedienungslasche vorhanden. Diese ermöglicht es, den Verschluss aus der schlitzförmigen Öffnung sehr einfach und wenig kraftaufwendig mit lediglich einem Finger durch Biegen entgegen der Nut zu entriegeln. Bei vorbekannten Systemen ist das Öffnen wesentlich schwieriger. Außerdem ist zusätzlich bei kalten Temperaturen die Verwendung von Handschuhen hinderlich, denn dort ist es erforderlich, Drehverschlüsse, Schrauben oder andere Mechanismen zu bedienen. Damit ist der notwendige Zeitaufwand an bisherigen Leuchten in der Kalkulation ein Unsicherheitsfaktor.
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Durch unterschiedliche konstruktive Geometrien der jeweils konkret verwendeten Trägerplatinen wird eine Anpassung für verschiedenartige Lichterzeugungstechnologien realisiert. Das bezieht sich auf moderne LED-Technik, alle möglichen Energiesparlampen, auf Gasentladungslampen mit separater Vorschalttechnik und auch für zukünftige Lichttechnologien, welche durch wissenschaftliche Entwicklungen zukünftig noch entstehen können. Die Trägerplatinen als komplette Geräteträger enthalten alle Bauteile für die Lichterzeugung und Lichtverteilung, z. B. optische Linsen oder Reflektoren für unterschiedliche Abstrahlcharakteristika. Durch entsprechend differenzierte Technik werden Lichtleistungen ermöglicht, die geeignet sind, für unterschiedlichste Beleuchtungsaufgaben vom kleinen bis hohen Lichtbedarf das entsprechend gerichtete Licht für zahlreiche Anwendungsfälle zu liefern. Ergänzend sind auch Telemanagementsysteme usw. auf den Trägerplatinen montierbar.
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Die vorgeschlagene technische Lösung ist sehr gut für einen Wechsel der Lichttechnik aufgrund von Reparaturen, Wartungsarbeiten, Programmierung der Vorschalttechnik oder Umstellung auf neue Technik geeignet, da dies in sehr schneller und einfacher Weise erfolgt. Bevorzugt ist die als Geräteträger wirksame Trägerplatine als dickere Aluminiumplatine auszuführen. Denn eine Aluminiumplatine ist der ideale Werkstoff für die Verwendung von LED-Technik, da diese sehr gut Wärme ableitet. Bei geringerer Leistung und entsprechender Dicke kann ein Kühlkörper entfallen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bausatzes zur Ausrüstung von Straßenleuchten beschrieben:
Der Bausatz weist eine Trägerplatine auf, auf der sämtliche für eine Lichterzeugung in der Leuchte notwendigen Bauteile montiert sind. Diese Trägerplatine ist über mindestens drei separate Abstützpunkte lagefixiert im Gehäuse der Leuchte positioniert.
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Die Trägerplatine kann mit verschiedenen Komponenten moderner Lichttechnik ausgestattet werden, wobei LED-Technik die Vorzugsvariante ist. Dabei werden auf der Trägerplatine auf der zur beleuchtenden Fläche zugeordneten Seite LED-Module montiert. Auf der zur beleuchtenden Fläche abgewandten Seite sind Treiber und bei Bedarf Kühlkörper montiert.
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Weiterhin sind an einer Stirnseite der Trägerplatine zwei hakenförmige Abstützpunkte ausgestaltet, die mit Abstand zueinander angeordnet sind. Diese Abstützpunkte greifen jeweils in konturgleiche Ausnehmungen einer Abstützleiste ein, die am Gehäuse gelagert ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite der Trägerplatine ist ein Federelement ausgestaltet. Dieses Federelement kann in eine am Gehäuse ausgestaltete Ausnehmung eingerastet werden, wobei am Rastbereich zueinander kongruente Konturen vorgesehen sind.
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Die hakenförmigen Abstützpunkte und das Federelement können alternativ auch an einem gemeinsamen Bauteil ausgestaltet werden, das separat ausgeführt ist und lediglich mit der Trägerplatine verbunden wird.
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Weiterhin kann die am Gehäuse gelagerte Abstützleiste für die Abstützpunkte einteilig ausgeführt werden, so dass in dieser Abstützleiste beide Ausnehmungen ausgestaltet sind. Alternativ ist es möglich, dass die am Gehäuse gelagerte Abstützleiste für die hakenförmigen Abstützpunkte zweiteilig ausgeführt ist, so dass in jedem separaten Abschnitt jeweils eine Ausnehmung ausgestaltet ist.
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Die hakenförmigen Abstützpunkte sind an der zur Tragstruktur für die Leuchte benachbart angeordneten Stirnseite der Trägerplatine angeordnet. Das Federelement ist an der zur Tragstruktur für die Leuchte entfernt angeordneten Stirnseite der Trägerplatine ausgestaltet.
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Die Trägerplatine ist beispielsweise als eine plattenförmige und in einer Ebene verlaufende Baugruppe ausgestaltet. Ebenso ist es möglich, dass die Trägerplatine als plattenförmige, jedoch in mindestens zwei Ebenen verlaufende Baugruppe ausgestaltet ist. Dabei wird der Übergang zwischen den zwei Ebenen vorzugsweise als rechtwinklig zur Längsausdehnung der Trägerplatine ausgerichtete Stufe ausgeführt.
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Schließlich kann die Trägerplatine eine rechteckige oder eine annähernd rechteckige oder eine ovale oder eine dreieckige oder auch eine nochmals andere Kontur aufweisen.
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Die vorstehend beschriebenen technischen Merkmale sind auch aus der Zeichnung ersichtlich, die nachfolgend erläutert wird. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführung von Trägerplatine und Haltemitteln in Blickrichtung auf die der zu beleuchtenden Fläche zugewandte Seite, also auf die Lichtabstrahlseite
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2 die Ausführung gemäß 1 in Blickrichtung auf die der zu beleuchtenden Fläche abgewandte Seite
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3 eine weitere Ausführung mit modifizierten Haltemitteln in Blickrichtung auf die Lichtabstrahlseite
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4 eine weitere Ausführung mit modifizierten Haltemitteln in Blickrichtung auf die Lichtabstrahlseite
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5 eine weitere Ausführung mit modifizierter Trägerplatine in Blickrichtung auf die Lichtabstrahlseite
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6 eine Variante zur Anordnung von Trägerplatine und Haltemitteln im Gehäuse der Leuchte in Blickrichtung auf die Lichtabstrahlseite
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7 Varianten zur geometrischen Ausgestaltung der Trägerplatine in Anpassung auf jeweils unterschiedliche Gehäuseformen einer Leuchte
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Zunächst ist darauf hinzuweisen, dass in der Zeichnung wegen der besseren Erkennbarkeit der Funktionsweise die Positionszuordnungen zwischen verschiedenen Bauteilen (P1.1 und P1/P2.1 und P2 sowie P3.1 und P3) mit Abstand zueinander dargestellt sind. Tatsächlich sind sie jedoch so platziert, das diese Bauteile bzw. Bauteilabschnitte im Funktionszustand ineinander verschlungen bzw. eingerastet sind.
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Bei der Ausführung gemäß 1 sind auf einer Trägerplatine 1 zwei LED-Module 2 montiert. Die Trägerplatine 1 besteht vorzugsweise aus einer hochfesten Aluminium-Legierung und weist eine Materialstärke ab 2,5 mm und dicker auf. Dadurch wird eine sehr gute Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe ermöglicht.
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Die Haltemittel für die Trägerplatine 1 bestehen aus zwei hakenförmigen Abstützpunkten P1 und P2, die in zugeordneten Ausnehmungen P1.1 und P2.1 einer Abstützleiste 3 eingehängt werden. Die Abstützleiste 3 ist entweder baulich am hier nicht näher dargestellten Gehäuse integriert (Ausnahme) oder wird als separates Bauteil am Gehäuse befestigt (Regelfall). Bei der vorzugsweise benutzten zweiten Variante wird die Abstützleiste 3 im Gehäuse der Leuchte üblicherweise mit Schrauben oder ähnlichen Bauteilen befestigt
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Als weiteres Haltemittel für die Trägerplatine 1 ist ein Federelement P3 vorgesehen, das in einer Ausnehmung P3.1 am Gehäuse einrastet. Die Ausnehmung P3.1 ist entweder baulich am Gehäuse integriert (Ausnahme) oder wird als Komponente eines separaten Bauteils am Gehäuse befestigt (Regelfall). Auch hier wird bei der vorzugsweise benutzten zweiten Variante das entsprechende Bauteil üblicherweise mit Schrauben oder ähnlichen Bauteilen befestigt
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Sofern alle drei Haltemittel P1, P2 und P3 eingehängt bzw. eingerastet sind, wird eine rüttelfeste Justierung der Trägerplatine 1 im Gehäuse der Leuchte erreicht, so dass ein lagefixierter Funktionszustand gewährleistet ist.
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2 zeigt die der zu beleuchtenden Fläche abgewandte Seite der Trägerplatine 1, auf der elektrische Betriebsmittel wie Treiber 4 oder bedarfsweise auch Kühlkörper 5 montiert sind,
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Die Ausführung gemäß 3 unterscheidet sich von 1 dadurch, dass keine (einzige) Abstützleiste 3 vorhanden ist, sondern dass diese Baugruppe mit zwei separaten Teilen ausgeführt ist. Die Funktionsweise ist jedoch identisch, indem auch hier hakenförmige Abstützpunkte P1 und P2 in den zugeordneten Ausnehmungen P1.1 und P2.1 eingehängt werden.
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4 zeigt eine Ausführung mit modifizierten Haltemitteln. Auch hier sind die hakenförmigen Abstützpunkte P1 und P2 und das Federelement P3 an der Trägerplatine 1 ausgestaltet. Die zugeordneten Ausnehmungen P1.1 und P2.1 sowie P3.1. sind jedoch nicht als separate Bauteile ausgestaltet, sondern über eine gemeinsame Baugruppe 6 miteinander verbunden, die komplett am Gehäuse der Leuchte montiert werden kann.
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Die Ausführung gemäß 5 unterscheidet sich von den 1 bis 3 dadurch, dass die Trägerplatine 1 nicht in lediglich einer Ebene verläuft, sondern in zwei zueinander höhenversetzt angeordneten Ebenen. Im Übergangsbereich der zwei Ebenen ist eine hierzu rechtwinklig verlaufende Stufe ausgestaltet. Mit dieser Variante können vorteilhaft auf den zwei gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatine 1 etwas höhere Bauteile angeordnet werden, beispielsweise auf der einen Seite ein Treiber 4 und auf der anderen Seite Reflektoren 7.
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6 zeigt eine mögliche Variante für die Anordnung einer mit LED-Modulen 2 bestückten Trägerplatine 1 und den zugehörigen Haltemitteln P1, P2, P3 sowie P1.1, P2.1 und P3.1 im Gehäuse einer Leuchte. Dabei wird der im Bild linke Abschnitt des Gehäuses an einer hier nicht näher dargestellten Tragstruktur (z. B. Lampenmast) gelagert. Nach Öffnen der Verbindung P3/P3.1 (mit einem Finger/in 7 stilisiert) schwenkt die Trägerplatine 1 um die Verbindungen P1/P1.1 sowie P2/P2.1 nach unten und kann bei Bedarf durch weiteres Ausschwenken aus der Leuchte entnommen werden. Eine erneute Montage, auch einer anders bestückten Trägerplatine 1, ist in der umgekehrten Reihenfolge ebenfalls in einfacher Weise möglich.
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7 zeigt mehrere Varianten zur geometrischen Ausgestaltung der Trägerplatine 1 unter Anpassung auf unterschiedliche Gehäuseformen bzw. untere Abdeckungen einer Leuchte. Die Abbildung zeigt nur beispielhafte Formen, weil die Form der Gehäuse und Trägerplatine 1 beliebig möglich sind. Ebenso ist auch die Belegung der Trägerplatinen 1 beliebig möglich, jeweils entsprechend angepasst an Lichtleistung und Geometrie
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Die erfindungsgemäße technische Lösung kann alternativ für eine Erstausrüstung oder für eine nachträgliche Umrüstung von nach unten strahlenden Leuchten, insbesondere für Außen- und Straßenleuchten zur Beleuchtung von Straßen, Wegen, Plätzen und dergleichen Verwendung finden. Der gegenwärtig bevorzugte Einsatz ist hierbei die Umrüstung, bei der durch den Austausch von lediglich wenigen Baugruppen in einfacher Weise „alte” Leuchten für eine lange Nutzungsdauer unter Anwendung der LED-Technik ertüchtigt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trägerplatine
- 2
- LED-Module
- 3
- Abstützleiste
- 4
- Treiber
- 5
- Kühlkörper
- 6
- Baugruppe zur Verbindung der Haltemittel
- 7
- Reflektor
- P1
- Haltemittel – erster hakenförmiger Abstützpunkt
- P2
- Haltemittel – zweiter hakenförmiger Abstützpunkt
- P3
- Haltemittel – Federelement
- P1.1
- Ausnehmung zur Lagerung von P1
- P2.1
- Ausnehmung zur Lagerung von P2
- P3.1
- Ausnehmung zur Lagerung von P3/Einrastpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3237892 A1 [0002]
- DE 102010033977 A1 [0002]
- DE 202012001432 U1 [0002]
