EP2244003A1 - Strassenleuchte - Google Patents
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- EP2244003A1 EP2244003A1 EP10158261A EP10158261A EP2244003A1 EP 2244003 A1 EP2244003 A1 EP 2244003A1 EP 10158261 A EP10158261 A EP 10158261A EP 10158261 A EP10158261 A EP 10158261A EP 2244003 A1 EP2244003 A1 EP 2244003A1
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- EP
- European Patent Office
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- light
- module
- cooling surface
- longitudinal axis
- outdoor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
- F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
- F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
- F21S8/086—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device attached sideways of the standard, e.g. for roads and highways
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
- F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
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- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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- F21W2131/10—Outdoor lighting
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- F21W2131/10—Outdoor lighting
- F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Definitions
- the invention relates to outdoor lighting and lighting modules, as they are used in particular for the illumination of streets.
- the technical requirements for a street lamp are varied and high. On the one hand, these requirements are aimed at the lighting technology and the other to the maintenance of the lighting.
- a street light must be checked regularly, so it is expedient that all parts are easily accessible and easy to install and replace.
- the luminous element should provide a high luminous efficiency with low power consumption and preferably have daylight quality.
- the emission cone of the luminous element should be as directed as possible and illuminate only a desired area. The wider environment should preferably not be illuminated.
- Street lights are known from the prior art, which suggest the use of light-emitting diodes and by the geometric arrangement of these, the judge the light and focus on the desired area.
- EP 1947379 describes, for example, an outdoor lamp for illuminating a street by means of LEDs, these LEDs arranged in at least one reflector are.
- the reflector parallelizes the light and passes it on to a light directing device of a planar or curved plate comprising a Fresnel lens and / or a microprism structure.
- EP 1947379 Furthermore, it is necessary to reduce the mounting height of the luminaire.
- the disadvantages with the use of reflectors is that they are more susceptible to contamination and thus the maintenance is greater than with lamps that do without reflectors. Reflectors also require appropriate space in the lamp housing, a flat design is therefore difficult to implement.
- Another possibility proposed in the prior art for directing the light beam of a light-emitting diode is to arrange the light-emitting diodes in a cavity. That's how it describes WO 2008095627 For example, the arrangement of individual LEDs in a half-cylinder. This arrangement makes it possible to direct and focus the Abstrahlkegel. In addition, the emitted light beam of the light emitting diodes passes lenses to counteract an undesirable scattering of the light.
- the DE 202008004790 also discloses light emitting diodes with directed light beam. It should be possible that the light beam can be emitted without glare in the environment.
- the invention described comprises light-guiding elements with pivotally mounted support body, under which light-emitting diodes are mounted with Lichtverteilreflektoren. In this way, the light emitting diodes can be pivoted in different directions.
- the disadvantage of the directional LEDs is that they are much more expensive to assemble and must be readjusted accordingly over time. As a result, the light-emitting diodes must additionally be provided with a pivotable mechanism, these are correspondingly expensive and more expensive to maintain.
- the lamp housing itself on its upper side with cooling fins, such as in DE 202008003496 shown.
- Corresponding housings require high initialization costs.
- the cooling fins form the visible side of the filament, which is fissured and low-quality.
- the heat-conducting connection between the housing top and bulb must be ensured.
- An object of the invention is to provide an outdoor lamp of the type mentioned, which does not have the above-mentioned and other disadvantages.
- an outdoor lamp is to be created, which allows easy installation, allows a flat design, and ensures efficient cooling of the components.
- An inventive outdoor lamp should preferably be easily adapted to a desired mounting height of the outdoor lamp, and allow a controlled distribution of light on the floor.
- Another object of the invention is to provide advantageous lighting modules which can be used in preferred embodiments of the outdoor lamp.
- An inventive outside light includes a light module comprising at least one light emitting diode, which is mounted on a supporting structure of the light-emitting thermally conductive.
- the support structure in turn is thermally conductive connected to a cooling surface, which is adapted to emit the thermal energy generated during operation of the at least one light emitting diode to the environment.
- Said cooling surface is arranged on the same side of the outside light on which the light module emits light during operation.
- the at least one light-emitting diode is arranged inside a completely closed interior of the light module, wherein the wall of the interior has a transparent area, preferably a transparent protective glass.
- the cooling surface is positively and / or non-positively or cohesively connected to the light emitting module.
- the light module is preferably designed to be interchangeable.
- An advantageous embodiment of such an inventive outside light has a plurality of arranged along a longitudinal axis of the outside light Lichtleitblechen, which are adapted to the opening angle of a Abstrahlkegels of Limit light module in a particular direction.
- the opening angle of the Abstrahlkegels is limited transversely to the longitudinal axis of the outdoor lamp.
- the Lichtleitbleche can be arranged at a certain angle, preferably a right angle to the cooling surface.
- the light guide plates may comprise at least two parallel light guide plates spaced apart from each other.
- the light guide plates are connected in a heat-conducting manner to the cooling surface and are suitable for dissipating the heat energy generated.
- the Lichtleitbleche can be configured in this variant to dissipate the heat energy produced by the lighting elements. So you can also serve as a cooling plates or cooling fins.
- this has a lighting module, comprising a plurality of light-emitting diodes.
- a plurality of Lichtleitblechen arranged along a longitudinal axis is adapted to limit the opening angle of a Abstrahlkegels the lighting module in a particular direction.
- the opening angle of the Abstrahlkegels is limited transversely to the longitudinal axis.
- the Lichtleitbleche can be arranged at a certain angle, preferably a right angle to a ground plane.
- the light guide plates may comprise at least two parallel light guide plates spaced apart from each other.
- the light guide plates are adapted to dissipate the heat energy produced by the light module.
- An outdoor lamp according to the invention may comprise lighting modules according to the invention, as described below.
- a luminous module according to the invention for use in an outdoor luminaire according to the invention comprises a support structure, at least one light-emitting diode which is mounted in heat-conducting fashion on the support structure, and a cooling surface which conducts heat with the support structure is connected, and which is adapted to deliver the thermal energy generated during operation of the at least one light emitting diode to the environment.
- Said cooling surface is mounted on the same side of the light module on which the light module emits light during operation.
- the at least one light-emitting diode is arranged in the interior of a completely closed interior of the light-emitting module, wherein the wall of the interior has a light-transmissive region, preferably a transparent protective glass.
- a plurality of light guide plates arranged along a longitudinal axis of the light module is advantageously provided, which is set up to limit the opening angle of a radiation cone of the light module in a specific direction.
- the opening angle of the Abstrahlkegels is limited transversely to the longitudinal axis.
- the light guide plates are arranged in a particularly advantageous variant of a lighting module according to the invention at a certain angle, preferably a right angle, to the cooling surface.
- the light guide plates may comprise at least two parallel light guide plates spaced apart from each other.
- the Lichtleitbleche are thermally conductively connected to the cooling surface and adapted to dissipate the heat energy generated.
- Another lighting module comprises a base plate and one or more light-emitting diodes arranged along a longitudinal axis. At least one light guide plate is arranged along the longitudinal axis and is suitable for limiting a radiation cone of the light emitting diodes in a specific direction. Connecting means are provided which are adapted to connect the lighting module with another parallel to the longitudinal axis arranged identical lighting module.
- connecting means is a frontally extending along the longitudinal axis of the base plate groove and a parallel to the longitudinal axis extending on the opposite side spring.
- connecting means is a frontally extending along the longitudinal axis of the base plate groove and a parallel to the longitudinal axis extending on the opposite side spring.
- the light emitting diodes are arranged between two light guide plates.
- the Lichtleitbleche are preferably adapted to dissipate the heat energy produced by the LEDs.
- FIG. 1 A possible embodiment of an inventive outdoor lamp 1 is in FIG. 1 shown, with a view from diagonally below.
- the exterior light comprises a housing 11, in which a light module 2 is arranged, then a boom 14 and an adapter 13 for fastening the exterior light, for example on a candelabra or a wall.
- the electronics unit (not visible) for controlling the light module 2 is arranged, which is accessible via a cover 12.
- cover openings are recessed, through which sensors of the electronics unit can measure the ambient lighting, if necessary, the outdoor light on or off, or dimming.
- the arrangement of the control electronics side of the light module 2 allows a flat design of the outdoor lamp 1 and easy access to the electronics unit. However, it is also possible to accommodate the necessary electronic components in the housing of the light module, or about it. Such a solution is advantageous if the outdoor light is to be mounted on a ceiling or a suspension cable.
- the inventive lighting module 2 is FIG. 2 shown.
- the Figures 3 . 4 . 5 show the same light module 2 in a partially disassembled state.
- the light module 2 itself is designed as an encapsulated unit, which is largely protected against environmental influences such as moisture. Means are provided (not visible) that allow a quick connection of the light module to the control electronics and the power supply.
- the light module 2 is mounted from below in the housing 11 of the outdoor lamp 1. Fasteners allow quick assembly and disassembly of the light module, allowing efficient maintenance.
- the lighting module 2 comprises a support structure 26 in the form of an angled sheet on which the light-emitting light-emitting diodes 24 are arranged. Twelve LEDs 24 are combined to form an LED module 29. The resulting during operation of the power LEDs 24 heat must be dissipated efficiently to prevent heat accumulation and thus a shortened life of the light emitting diode and thus the entire light module.
- the prefabricated LED modules are therefore preferably designed as IMS modules (Insulated Metal Substrate), in order to ensure efficient heat dissipation.
- the LED modules 29 are connected in a heat-conducting manner to the surfaces of the support structure 26.
- the support structure 26 is closed laterally by two side walls 25, which in turn are connected to the support structure 26, that the most efficient heat transfer takes place.
- the waste heat is now absorbed by support structure 26 and the side walls 25 and transferred via flange 261, 251 on a large-area cooling surface 21.
- the cooling surface is in the operation of the outdoor light 1 outside, and gives off the heat generated by heat radiation and convection to the environment. Since the cooling surface 21 is directed at a mounted outdoor lamp 1 against the ground, it is protected from direct sunlight, so that not during the day, the LED components are heated in the opposite direction from the outside, which in turn the life of the LED and the life of the would reduce light module. In addition to the lower overall height, this is a further advantage over the solution known from the prior art, in which upwardly directed cooling fins dissipate the heat.
- the support structure 26, the side walls 25 and the cooling surface are made of a thermally conductive material such as metal. Since the heat production is much lower even with very powerful light-emitting diodes compared to conventional bulbs, and moves in the range of 20 to 100 W, it is sufficient to use as support structure, for example, aluminum sheet or steel sheet, and as a cooling surface, for example aluminum. Should an even more efficient heat dissipation be necessary, then all components can be made of materials that have an even better thermal conductivity, for example of copper.
- a transparent protective glass 22 Down the lighting module 2 is completed by a transparent protective glass 22, so that the interior is completely encapsulated with the LED electronics and protected against the ingress of moisture and insects and spiders.
- the protective glass is glued to the flange surfaces 251, 261.
- the heat conduction between flange surfaces 251, 261 and cooling surface 21 takes place via a frame 27.
- the protective glass can also be arranged in a corresponding recess of the flange surfaces 261, 251.
- the protective glass 22 may for example be made of shatter-proof glass or of suitable polymer materials such as PMMA. Depending on the application, it may additionally have diffuser elements for scattering or Fresnel lens elements for bundling the generated light. It may also be colored to affect the color of the emitted light.
- angle elements 252 are mounted on the side walls, for example riveted, with which the light module 2 is screwed to a housing 11 of an outdoor lamp 1.
- Four access openings 211 in cooling surface 21, frame 27 and flange surfaces 251, 261 allow a maintenance person to reach the corresponding screws with a screwdriver.
- two Lichtleitbleche 23 are formed on the cooling surface 21, which limit the emission cone of the light module transverse to the longitudinal axis L of the light module 2.
- this funding can contribute to the reduction of the increasingly problematic "light pollution" in urban settlement areas.
- the specific shape of the Lichtleitbleche 23 of a light module 2 can be easily adjusted by a specifically shaped cooling surface with the corresponding Lichtleitblechen 23 is screwed onto only the frame 27 of a prepared semi-finished product 2a.
- cooling surfaces with specially manufactured light guide plates for very special lighting situations. During maintenance, for example, the entire light module 2 would then first be dismantled and the cooling surface 21 removed therefrom. The cooling surface is then mounted on another semi-finished product 2a, and the finished light module 2 is mounted in the housing 11 again.
- FIG. 5a A variant of the inventive outdoor lamp 1 is in FIG. 5a shown in a side view (a), a front view (b) and a view obliquely from above (c).
- FIG. 6 A further preferred embodiment of an inventive outdoor lamp 1 is in FIG. 6 illustrated.
- the exterior light 1 comprises a housing 11, in which an LED module 29 is arranged. Above the LED module, a protective glass 22 is arranged. Also disposed on the LED module 29 is a cooling surface 21 with integrally formed light guide plates 23. The conclusion towards the bottom forms an insect screen 105th
- a boom 14 and an adapter 13 connects the exterior light 1 with a candelabra (not shown).
- the geometry of the exterior light 1 is substantially flat.
- the housing 11 is designed trapezoidal in the example shown. But it can also assume other geometric shapes, such as a round or oval shape as in the embodiment according to FIG. 8 is disclosed.
- the LED module 29 is connected in a planar manner to the housing 11 and is fastened to the underside 110 of the housing.
- the fixation can be done for example via a corresponding clamp connection or screw.
- the connection should be manually releasable to facilitate disassembly during maintenance.
- the LED module 29 consists in the embodiment shown of a plurality of LEDs 24, which are applied depending on the desired luminosity in different numbers on a print 26.
- the light-emitting diodes 24 can also be replaced by other light sources, for example a halogen lamp.
- a protective glass 22 Applied on the LED module 29 is optionally a protective glass 22.
- the protective glass 22 serves to protect the underlying light-emitting diodes 24 from contamination. Furthermore, a corresponding tinting of the protective glass 22 can additionally influence the luminosity or the color of the emitted light.
- the protective glass 22 may in turn be made of conventional glass or plastic.
- the light guide plates 23 are arranged perpendicular to the cooling surface 21. In the area of the light emitting diodes 24 and the protective glass 22 there is a recess 212 of the cooling surface 21.
- the individual light guide plates 23 are preferably connected to the cooling surface 21 by material engagement.
- the light guide plates are distributed over the entire cross section of the housing bottom 110.
- the Lichtleitbleche are made of metal, for example of a corrosion-resistant thermally conductive metal or a metal alloy. In a less expensive variant, the Lichtleitbleche can also be made of plastic.
- the Lichtleitbleche 23 are made of one piece, more preferably by extrusion, and have no moving parts.
- the Lichtleitbleche are preferably arranged at a right angle to the ground plane cooling surface 21 and have a plate thickness of about 1 to 4 mm, preferably 2-3 mm.
- the Lichtleitbleche 23 may also be movable, in particular pivotable, be arranged on the cooling surface 21, so that by adjusting a certain angle of the Lichtleitbleche 23, the light distribution can be influenced and adjusted.
- the light guide plates 23 are in any case positioned so that they limit the light emitted by the LED module 29 in the direction of the ground and distribute it in a desired shape on the ground.
- the Lichtleitbleche are designed so that they can dissipate the heat produced by light emitting diodes 24 accordingly.
- the cooling surface 21 rests on the LED module 29 and is connected in a suitable manner with this heat-conducting, and transfers the amount of heat produced to the environment. A substantial portion of the heat is emitted via the light guide plates 23. It can therefore be dispensed with cooling slots or other cooling measures in the housing 11.
- the number of light guide plates 23 depends, inter alia, on the number, dimensions and power of the light emitting diodes 24 and on the mounting height of the exterior light 1.
- the recess 212 is located in the cooling surface 21. The size of the recess 212 is selected such that it the area corresponds over which the LEDs 24 of the LED module 24 are distributed.
- the recess 212 is further designed so that its surface corresponds to that of the overlying surface of the protective glass 22. In further embodiments, this recess may have a larger area than that in FIG FIG. 6 is shown extending and adopt other geometric shapes.
- the insect screen 105 serves to prevent spiders from stretching their nets along the light guide plates 23 and thus contaminating the exterior lamp 1. This reduces the cleaning effort for the inventive outdoor lamp 1.
- the insect repellent In the preferred embodiment, 105 covers the light guide plates 23 at those points through which the light passes.
- the insect screen 105 is preferably made of a frost-proof, heat-resistant and transparent plastic material or glass or consists of a fine grid mesh.
- the insect protection 105 is preferably attached to the light guide plates 23.
- the insect screen 105 in the example shown slot-shaped recesses 106 which are perpendicular to the base 107 of the insect screen.
- the width of the slot-shaped recesses 106 are selected so that between the light guide plate 23 and the slot-shaped recess 106, a clamping action.
- the clamping action is selected so that the maintenance personnel can remove the insect screen 105 when cleaning the outdoor lamp 1 preferably without the aid of a tool.
- the insect screen 105 may also be connected directly to the light guide plates 23 in a materially bonded manner.
- L rails 213 are provided on the side facing away from the light guide plates of the cooling surface.
- the width of the rails 213 is chosen so that the Lichtleitbleche 23 can be positively connected to the housing 11.
- the protective glass and the LED module 29 are held in position.
- the subject invention in FIG. 6 differs from the state of the art inter alia in that it manages without reflectors. Furthermore, it has a flat geometric shape, which leaves a wide range of design options open.
- the light is distributed only by the use of light guide over the intended area to be illuminated.
- the outdoor lamp can be easily adapted to any mounting height by adjusting the number of light guide plates and the lighting elements.
- DE 202008004790 goes the subject invention of immovable LEDs and comes in comparison to WO 2008095627 with a much flatter construction.
- an inventive outdoor lamp 1 in another embodiment of an inventive outdoor lamp 1, as in FIG. 7 is shown, a smaller number of Lichtleitblechen 23 is present.
- the LED module contains fewer LEDs.
- the example of an outdoor lamp 1 shown is intended for mounting at a lower height and lighting smaller areas, for example, for footpaths.
- FIG. 8 illustrated further variant of an inventive outdoor lamp 1 shows a further preferred form of the housing 11 of the outdoor lamp 1.
- the housing 11 is designed to be round or elliptical.
- the boom 14 is mounted on a horizontal end of a candelabra 30.
- An inventive outdoor light 1 may include a plurality of LED modules 29, such as in FIG. 9 shown, with a view vertically from below on the housing bottom 110.
- the design variant shown there shows four LED modules 29, which are arranged offset. Before each of the LED modules 29 four Lichtleitbleche 23 are arranged.
- FIG. 10 schematically shows a particularly advantageous embodiment of an inventive lighting module 2 with a base plate 26 as a support structure and a light guide plate 23, in a cross section with a view of the longitudinal axis.
- luminous bodies 24 are arranged, for example light-emitting diodes.
- the connecting means comprise in the example shown a groove 262 and one of the groove opposite Spring 263.
- FIG. 10 form the Lichtleitbleche 23 with the base plate 26 a right angle.
- the light module is preferably made of one piece, for example of cast metal, in particular continuous casting.
- Two lighting modules 2, 2 ' can be connected by the groove 262 of a first lighting module 2 to the spring 263' of a second lighting module 2 '.
- a tail 264 As in FIG. 10 shown schematically can be pushed as a conclusion in the groove 263 'of the second light-emitting module 2', a tail 264.
- the tail 264 is L-shaped or T-shaped.
- FIG. 11 (b) a further embodiment of a lighting module 2 according to the invention is shown, with two Lichtleitblechen 23, which are arranged at a right angle to the base plate 26.
- the light emitting diodes 24 are located between the two Lichtleitblechen 23.
- connecting means are also provided to two lighting modules 2, 2 'to connect together.
- Out Figure 11 (a) It will be seen that in the connection of two lighting modules 2, 2 'according to FIG. 11 (b) by the juxtaposition of two Lichtleitblechen 23, 23 'of two lighting modules, a double leg 231 is formed.
- FIG. 12 serves this double leg 231 to attach an extension plate 232 in the space of the double leg 231 positive and / or non-positively.
- the extension plate 232 is preferably clamped in the double leg 231.
- the extension plate 232 can be inserted into the intermediate space of the double leg 231 and thus also removed again.
- a tail in the form of an angle plate 264 are arranged, which in turn forms a double leg 231 with the outer light guide plate 23.
- the extension plate 232 serves to extend the Lichtleitbleche 23 as needed, so as to limit the emission cone of the luminous element even more narrow.
- the lighting modules 2, 2 ' are preferably made of corrosion-resistant metal or a metal alloy, particularly preferably made of aluminum. Any number of lighting modules can be arranged parallel to each other. Such lighting modules according to the invention are preferably used in outdoor luminaires according to the invention. Other applications include, for example, lights for halls and large public spaces.
- FIG. 13 an exemplary arrangement of two light guide plates 23 for a light module 2 and an exterior light 1 is shown.
- the LED module 29 and the LED 24 have a Abstrahlkegel 31.
- This Abstrahlkegel has depending on the inserted LED module / LED different opening angle ⁇ .
- the light guide plates 23 now fulfill the function of limiting the emission cone 31 and thus restricting the opening angle ⁇ and reducing it to ⁇ '.
- the Abstrahlkegel 31 is not limited. In practical application, an inventive outdoor light will be placed so that the Lichtleitbleche parallel to the road.
- the opening angle of the emission cone in the longitudinal direction is 60 ° to 120 °. The larger the angle, the greater the distance to the next luminaire can be selected.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Eine Aussenleuchte (1) beinhaltet ein Leuchtmodul (2) umfassend mindestens eine Leuchtdiode (24), die wärmeleitend auf einer Tragstruktur (26) des Leuchtmoduls (2) angebracht ist. Die Tragstruktur (26) wiederum ist wärmeleitend (25, 27) mit einer Kühlfläche (21) verbunden, die dazu geeignet ist, die während des Betriebs der mindestens einen Leuchtdiode (24) erzeugte Wärmeenergie an die Umgebung abzugeben. Die genannte Kühlfläche (21) ist auf der gleichen Seite (110) der Aussenleuchte (1) angeordnet, auf welcher das Leuchtmodul (2) während des Betriebs Licht abstrahlt (31). Vorzugsweise ist mindestens eine Leuchtdiode (24) im Inneren eines vollständig geschlossenen (26, 25, 22) Innenraums des Leuchtmoduls (2) angeordnet, wobei die Wandung des Innenraums einen lichtdurchlässigen Bereich aufweist (22), vorzugsweise ein transparentes Schutzglas.
Description
- Die Erfindung betrifft Aussenleuchten und Leuchtmodule, wie sie insbesonders zur Beleuchtung von Strassen eingesetzt werden.
- Bei modernen Beleuchtungssystemen wie beispielweise Strassenleuchten werden immer häufiger LEDs, also Leuchtdioden als Leuchtelemente eingesetzt. Die technischen Anforderungen an eine Strassenleuchte sind vielfältig und hoch. Zum Einen richten sich diese Anforderungen an die Beleuchtungstechnik und zum Anderen an den Wartungsaufwand der Beleuchtung. Eine Strassenleuchte muss regelmässig überprüft werden, so ist es zweckdienlich, dass alle Teile leicht zugänglich und ohne grossen Zeitaufwand montierbar und austauschbar sind. Das Leuchtelement soll eine hohe Lichtausbeute bei niedrigem Stromverbrauch bieten und vorzugsweise Tageslichtqualität aufweisen. Der Abstrahlkegel des Leuchtelements soll dabei möglichst gerichtet sein und nur einen gewünschten Flächenbereich ausleuchten. Die weitere Umgebung soll vorzugsweise nicht beleuchtet werden.
- Aus dem Stand der Technik sind Strassenleuchten bekannt, die den Einsatz von Leuchtdioden vorschlagen und durch die geometrische Anordnung dieser, das Licht entsprechend richten und auf den gewünschten Bereich fokussieren.
-
EP 1947379 beschreibt beispielsweise eine Aussenleuchte zur Beleuchtung einer Strasse mittels Leuchtdioden, wobei diese Leuchtdioden in mindestens einem Reflektor angeordnet sind. Der Reflektor parallelisiert das Licht und leitet es weiter zu einer lichtlenkenden Einrichtung aus einer ebenen oder gewölbten Platte, umfassend eine Fresnell-Linse und/oder eine Mikroprismenstruktur. Bei der Erfindung nachEP 1947379 gilt es weiters die Montagehöhe der Leuchte zu reduzieren. Die Nachteile bei der Verwendung von Reflektoren ist, dass diese anfälliger für Verschmutzungen sind und der Wartungsaufwand somit grösser ist als bei Lampen, die ohne Reflektoren auskommen. Reflektoren erfordern weiters entsprechend Platz im Lampengehäuse, eine flache Bauweise ist daher schwierig zu realisieren. - Eine weitere im Stand der Technik vorgeschlagene Möglichkeit, den Lichtstrahl einer Leuchtdiode zu richtet ist der, die Leuchtdioden gerichtet in einer Kavität anzuordnen. So beschreibt die
WO 2008095627 zum Beispiel die Anordnung einzelner Leuchtdioden in einem Halbzylinder. Diese Anordnung ermöglicht es den Abstrahlkegel zu richten und zu bündeln. Zusätzlich passiert der emittierte Lichtstrahl der Leuchtdioden Linsen, um einer unerwünschten Streuung des Lichts entgegen zu wirken. - Die
DE 202008004790 offenbart ebenfalls Leuchtdioden mit gerichtetem Lichtstrahl. Es soll ermöglicht werden, dass der Lichtstrahl blendfrei in die Umgebung emittiert werden kann. So umfasst die beschriebene Erfindung Lichtlenkelemente mit schwenkbar gelagertem Tragkörper, unter welchen Leuchtdioden mit Lichtverteilreflektoren angebracht sind. Auf diese Art und Weise lassen sich die Leuchtdioden in verschiedene Richtungen schwenken. Der Nachteil der gerichteten Leuchtdioden liegt darin, dass sie wesentlich aufwendiger zu montieren sind und mit der Zeit entsprechend nachjustiert werden müssen. Dadurch die Leuchtdioden zusätzlich mit einem schwenkbaren Mechanismus versehen werden müssen sind diese entsprechend teuer und in der Wartung aufwendiger. - Leuchtdioden mit hoher Lichtausbeute, sog. Power-LEDs, produzieren vergleichsweise viel Abwärme, auch wenn diese viel geringer ist als bei herkömmlichen älteren Leuchtmitteln. Die entstehende Wärme muss effizient abgeführt werden, da ansonsten die Lebensdauer der Leuchtdioden durch die hohen Temperaturen stark verkürzt wird.
- Im Stand der Technik wird dieses Problem durch herkömmliche Kühlrippen gelöst. So werden die Leuchtdioden wärmeleitend auf entsprechenden grossen Kühlkörpern montiert, deren senkrechte Kühlrippen die Wärme nach oben abführen. Um einen Wärmestau im Lampengehäuse zu verhindern, muss das Gehäuse ausreichend geräumig gebaut werden, was eine flache Bauweise verunmöglicht. Alternativ kann ein Kühlgebläse eingesetzt werden, was jedoch den Wartungsaufwand erhöht.
- Alternativ ist es möglich, das Lampengehäuse selber an seiner Oberseite mit Kühlrippen zu versehen, wie beispielsweise in
DE 202008003496 gezeigt. Entsprechende Gehäuse bedürfen jedoch hoher Initialisierungskosten. Die Kühlrippen bilden die Sichtseite des Leuchtkörpers, was zerklüftet und wenig hochwertig wirkt. Zudem muss die wärmeleitende Verbindung zwischen Gehäuseoberseite und Leuchtmittel sichergestellt sein. - Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aussenleuchte der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, die die oben erwähnten und andere Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll eine Aussenleuchte geschaffen werden, die eine einfache Montage erlaubt, eine flache Bauweise ermöglicht, und eine effiziente Kühlung der Bauteile gewährleistet.
- Eine erfindungsgemässe Aussenleuchte soll vorzugsweise einfach an eine gewünschte Montagehöhe der Aussenleuchte angepasst werden können, und eine kontrollierte Verteilung des Lichts auf dem Boden erlauben.
- Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es vorteilhafte Leuchtmodule zur Verfügung zu stellen, welches in bevorzugten Ausführungsformen der Aussenleuchte eingesetzt werden können.
- Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch erfindungsgemässe Aussenleuchten sowie erfindungsgemässe Leuchtmodule gemäss den unabhängigen Ansprüchen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Eine erfindungsgemässe Aussenleuchte beinhaltet ein Leuchtmodul umfassend mindestens eine Leuchtdiode, die wärmeleitend auf einer Tragstruktur des Leuchtmoduls angebracht ist. Die Tragstruktur wiederum ist wärmeleitend mit einer Kühlfläche verbunden, die dazu geeignet ist, die während des Betriebs der mindestens einen Leuchtdiode erzeugte Wärmeenergie an die Umgebung abzugeben. Die genannte Kühlfläche ist auf der gleichen Seite der Aussenleuchte angeordnet, auf welcher das Leuchtmodul während des Betriebs Licht abstrahlt. In einer vorteilhaften Ausführungsform einer solchen erfindungsgemässen Aussenleuchte ist die mindestens eine Leuchtdiode im Inneren eines vollständig geschlossenen Innenraums des Leuchtmoduls angeordnet, wobei die Wandung des Innenraums einen lichtdurchlässigen Bereich aufweist, vorzugsweise ein transparentes Schutzglas.
- Bevorzugt ist die Kühlfläche form- und/oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Leuchtmodul verbunden ist. Das Leuchtmodul ist vorzugsweise austauschbar ausgestaltet.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform einer solchen erfindungsgemässen Aussenleuchte weist eine Mehrzahl von entlang einer Längsachse der Aussenleuchte angeordneten Lichtleitblechen auf, welche dazu eingerichtet sind, den Öffnungswinkel eines Abstrahlkegels des Leuchtmoduls in einer bestimmten Richtung zu begrenzen. Vorzugsweise wird der Öffnungswinkel des Abstrahlkegels quer zur Längsachse der Aussenleuchte begrenzt. Zusätzlich oder alternativ können die Lichtleitbleche in einem bestimmten Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zur Kühlfläche angeordnet werden. Die Lichtleitbleche können mindestens zwei parallele, von einander beabstandete Lichtleitbleche umfassen.
- In einer besonders bevorzugten Variante einer solchen erfindungsgemässen Aussenleuchte sind die Lichtleitbleche wärmeleitend mit der Kühlfläche verbunden und dazu geeignet, die erzeugte Wärmeenergie abzuführen. Die Lichtleitbleche können in dieser Variante dazu eingerichtet sein, die durch die Leuchtelemente produzierte Wärmeenergie abzuführen. Sie können also zusätzlich als Kühlbleche bzw. Kühlrippen dienen.
- In einer anderen möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte weist diese ein Leuchtmodul auf, umfassend mehrere Leuchtdioden. Eine Mehrzahl von entlang einer Längsachse angeordneten Lichtleitblechen ist dazu eingerichtet, den Öffnungswinkel eines Abstrahlkegels des Leuchtmoduls in einer bestimmten Richtung zu begrenzen. Bevorzugt ist der Öffnungswinkel des Abstrahlkegels quer zur Längsachse begrenzt.
- Die Lichtleitbleche können in einem bestimmten Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zu einer Grundebene angeordnet sein. Die Lichtleitbleche können mindestens zwei parallele, von einander beabstandete Lichtleitbleche umfassen. Bevorzugt sind die Lichtleitbleche dazu eingerichtet, die durch das Leuchtmodul produzierte Wärmeenergie abzuführen.
- Eine erfindungsgemässe Aussenleuchte kann erfindungsgemässe Leuchtmodule umfassen, wie sie nachfolgend beschrieben sind.
- Ein erfindungsgemässes Leuchtmodul für die Verwendung in einer erfindungsgemässen Aussenleuchte beinhaltet eine Tragstruktur, mindestens eine Leuchtdiode, die wärmeleitend auf der Tragstruktur angebracht ist, und einer Kühlfläche, die wärmeleitend mit der Tragstruktur verbunden ist, und die dazu geeignet ist, die während des Betriebs der mindestens einen Leuchtdiode erzeugte Wärmeenergie an die Umgebung abzugeben. Die genannte Kühlfläche ist auf der gleichen Seite des Leuchtmoduls angebracht, auf welcher das Leuchtmodul während des Betriebs Licht abstrahlt.
- Bevorzugt ist die mindestens eine Leuchtdiode im Inneren eines vollständig geschlossenen Innenraums des Leuchtmoduls angeordnet, wobei die Wandung des Innenraums einen lichtdurchlässigen Bereich aufweist, vorzugsweise ein transparentes Schutzglas.
- Vorteilhaft ist eine Mehrzahl von entlang einer Längsachse des Leuchtmoduls angeordneten Lichtleitblechen vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, den Öffnungswinkel eines Abstrahlkegels des Leuchtmoduls in einer bestimmten Richtung zu begrenzen. Bevorzugt wird der Öffnungswinkel des Abstrahlkegels quer zur Längsachse begrenzt.
- Die Lichtleitbleche werden in einer besonders vorteilhaften Variante eines erfindungsgemässen Leuchtmoduls in einem bestimmten Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zur Kühlfläche angeordnet.
- Die Lichtleitbleche können mindestens zwei parallele, von einander beabstandete Lichtleitbleche umfassen. Vorzugsweise sind die Lichtleitbleche wärmeleitend mit der Kühlfläche verbunden und dazu geeignet, die erzeugte Wärmeenergie abzuführen.
- Ein anderes erfindungsgemässes Leuchtmodul umfasst eine Grundplatte und eine oder mehrere entlang einer Längsachse angeordnete Leuchtdioden. Mindestens ein Lichtleitblech ist entlang der Längsachse angeordnet und ist dazu geeignet, einen Abstrahlkegel der Leuchtdioden in einer bestimmten Richtung zu begrenzen. Verbindungsmittel sind vorgesehen, welche dazu geeignet sind, das Leuchtmodul mit einem weiteren parallel zur Längsachse angeordneten identischen Leuchtmodul zu verbinden.
- Besonders bevorzugt sind als Verbindungsmittel eine stirnseitig, entlang der Längsachse der Grundplatte verlaufende Nut und eine auf der Gegenseite parallel zur Längsachse verlaufende Feder. Bei einer anderen Variante eines Leuchtmoduls ist lediglich ein Lichtleitblech vorhanden.
- Vorzugsweise sind die Leuchtdioden zwischen zwei Lichtleitblechen angeordnet. Die Lichtleitbleche sind bevorzugt dazu eingerichtet, die durch die Leuchtdioden produzierte Wärmeenergie abzuführen.
- Anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele zeigen, wird die Erfindung im folgenden erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte in per- spektivischer Ansicht.
- Figur 2
- zeigt das Leuchtmodul der Aussenleuchte aus
Figur 1 mit der Kühlfläche. - Figur 3
- zeigt das Leuchtmodul aus
Figur 2 mit demontierter Kühlfläche. - Figur 4
- zeigt das Leuchtmodul aus
Figur 3 mit demontiertem Rahmen. - Figur 5
- zeigt die Tragstruktur für die Leuchtdioden des Leuchtmoduls.
- Figur 5a
- zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte in einer Seitenansicht (a), einer Ansicht von vorne (b), und einer Ansicht von schräg oben (c).
- Figur 6
- zeigt eine Explosionsansicht einer weiteren erfindungsgemässen Aussenleuchte in einer Ansicht von (a) unten und (b) oben, sowie (c) eine perspektivische Dar- stellung der Aussenleuchte von Unten.
- Figur 7
- zeigt eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte, (a) in einer Ansicht von unten und (b) in einer Ansicht von oben.
- Figur 8
- zeigt eine perspektivische Darstellung noch eine weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte mit rundem Gehäuse, wobei die Aus- senleuchte auf einen horizontalen Kandelaber aufgesteckt ist.
- Figur 9
- zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäss Aussenleuchte mit modular angeordneten LED-Modulen, mit Blick von unten auf.
- Figur 10
- zeigt schematisch eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemässen Leuchtmo- duls.
- Figur 11
- zeigt (a) eine perspektivische Darstellung mehrerer über Nut und Feder verbun- dener erfindungsgemässen Leuchtmodule in einer Ansicht von Unten, und (b) eine Schnittdarstellung durch ein solches erfindungsgemässes Leuchtmodul mit teilweiser Darstellung der Nut/Federverbindung.
- Figur 12
- zeigt eine Schnittdarstellung durch mehrere erfindungsgemässe Leuchtmodule analog zu
Figur 7 , verbunden durch Nut und Feder, sowie mit Verlängerungs- blechen zwischen den Lichtleitblechen. - Figur 13
- zeigt schematisch die Begrenzung des Öffnungswinkels des Abstrahlkegels eines Leuchtmoduls.
- Die im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken.
- Eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte 1 ist in
Figur 1 gezeigt, mit Blick von schräg unten. Die Aussenleuchte umfasst ein Gehäuse 11, in welchem ein Leuchtmodul 2 angeordnet ist, daran anschliessend einen Ausleger 14 und einen Adapter 13 zur Befestigung der Aussenleuchte, beispielsweise an einem Kandelaber oder einer Wand. Im Ausleger ist die Elektronikeinheit (nicht sichtbar) zur Steuerung des Leuchtmoduls 2 angeordnet, welche über eine Abdeckung 12 zugänglich ist. In der Abdeckung sind Öffnungen ausgespart, durch welche Sensoren der Elektronikeinheit die Umgebungsbeleuchtung messen können, um gegebenenfalls die Aussenleuchte ein- oder auszuschalten, bzw. zu dimmen. - Die Anordnung der Steuerelektronik seitlich des Leuchtmoduls 2 erlaubt eine flache Bauweise der Aussenleuchte 1 und einen einfachen Zugang zur Elektronikeinheit. Es ist jedoch auch möglich, die notwendigen elektronischen Bauteile im Gehäuse des Leuchtmoduls unterzubringen, oder darüber. Eine solche Lösung ist vorteilhaft, wenn die Aussenleuchte an einer decke oder einem Tragseil montiert werden soll.
- Das erfindungsgemässe Leuchtmodul 2 ist
Figur 2 dargestellt. DieFiguren 3 ,4 ,5 zeigen das gleiche Leuchtmodul 2 in teilweise zerlegtem Zustand. Das Leuchtmodul 2 selber ist als gekapselte Einheit ausgestaltet, welche gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit weitgehend geschützt ist. Es sind Mittel vorgesehen (nicht sichtbar), die einen schnellen Anschluss des Leuchtmoduls an die Steuerungselektronik und die Stromversorgung erlauben. Das Leuchtmodul 2 wird von unten her im Gehäuse 11 der Aussenleuchte 1 montiert. Befestigungsmittel erlauben eine schnelle Montage und Demontage des Leuchtmoduls, was eine effiziente Wartung ermöglicht. - Das Leuchtmodul 2 umfasst eine Tragstruktur 26 in Form eines gewinkelten Blechs, auf welchem die Licht erzeugenden Leuchtdioden 24 angeordnet sind. Jeweils zwölf Leuchtdioden 24 sind zu einem LED-Modul 29 zusammengefasst. Die während dem Betrieb der Leistungs-Leuchtdioden 24 anfallende Wärme muss effizient abgeführt werden, um einen Wärmestau und damit eine verkürzte Lebensdauer der Leuchtdiode und damit des gesamten Leuchtmoduls zu vermeiden. Die vorgefertigten LED-Module sind darum vorzugsweise als IMS-Module (Insulated Metal Substrate) ausgestaltet, um eine effiziente Wärmeabfuhr sicherzustellen. Die LED-Module 29 wiederum sind wärmeleitend mit den Flächen der Tragstruktur 26 verbunden.
- Die Tragstruktur 26 wird seitlich von zwei Seitenwänden 25 abgeschlossen, welche wiederum so mit der Tragstruktur 26 verbunden sind, dass eine möglichst effiziente Wärmeübertragung stattfindet. Die Abwärme wird nun von Tragstruktur 26 und den Seitenwänden 25 aufgenommen und über Flanschflächen 261, 251 auf eine grossflächige Kühlfläche 21 übertragen. Die Kühlfläche liegt im Betrieb der Aussenleuchte 1 aussen, und gibt die anfallende Wärme durch Wärmestrahlung und Konvektion an die Umgebung ab. Da die Kühlfläche 21 bei einer montierten Aussenleuchte 1 gegen den Erdboden gerichtet ist, ist sie vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt, so dass nicht während des Tages die LED-Bauteile in umgekehrter Richtung von Aussen aufgeheizt werden, was wiederum die Lebensdauer der Leuchtdiode und die Standzeit des Leuchtmoduls verringern würde. Neben der geringeren Bauhöhe ist dies ein weiterer Vorteil gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung, bei der nach oben gerichtete Kühlrippen die Wärme abführen.
- Die Tragstruktur 26, die Seitenwände 25 und die Kühlfläche werden aus einem wärmeleitenden Material wie Metall gefertigt. Da die Wärmeproduktion auch bei sehr leistungsfähigen Leuchtdioden im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtmitteln viel geringer ist, und sich im Bereich von 20 bis 100 W bewegt, ist es ausreichend, als Tragstruktur beispielsweise Aluminiumblech oder Stahlblech zu verwenden, und als Kühlfläche beispielsweise Aluminium. Sollte eine noch effizientere Wärmeabfuhr notwendig sein, so können alle Bauteile aus Materialien gefertigt werden, die über eine noch bessere Wärmeleitfähigkeit verfügen, beispielsweise aus Kupfer.
- Nach unten wird das Leuchtmodul 2 von einem transparenten Schutzglas 22 abgeschlossen, so dass der Innenraum mit der LED-Elektronik vollständig gekapselt und gegen das Eindringen von Feuchtigkeit sowie Insekten und Spinnen geschützt ist. Zu diesem Zweck wird das Schutzglas auf den Flanschflächen 251, 261 aufgeklebt. Die Wärmeleitung zwischen Flanschflächen 251, 261 und Kühlfläche 21 erfolgt über einen Rahmen 27. Alternativ kann das Schutzglas auch in einer entsprechenden Vertiefung der Flanschflächen 261, 251 angeordnet sein. Das Schutzglas 22 kann beispielsweise aus bruchsicherem Glas oder aus geeigneten Polymermaterialien wie beispielsweise PMMA gefertigt sein. Je nach Anwendung kann es zusätzlich Diffusorelemente zur Streuung oder Fresnell-Linsen-Elemente zur Bündelung des erzeugten Lichts aufweisen. Es kann auch gefärbt sein, um die Farbe des abgestrahlten Lichts zu beeinflussen.
- Wie in
Figur 3 ersichtlich ist, sind an den Seitenwänden Winkelelemente 252 montiert, beispielsweise angenietet, mit denen das Leuchtmodul 2 mit einem Gehäuse 11 einer Aussenleuchte 1 verschraubt wird. Vier Zugangsöffnungen 211 in Kühlfläche 21, Rahmen 27 und Flanschflächen 251, 261 erlauben es einer Wartungsperson, die entsprechenden Schrauben mit einem Schraubenzieher zu erreichen. - Im in
Figur 1 und2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind an der Kühlfläche 21 zwei Lichtleitbleche 23 angeformt, welche den Abstrahlkegel des Leuchtmoduls quer zur Längsachse L des Leuchtmoduls 2 begrenzen. Mit einer solchen vorteilhaften Ausführungsform kann vermieden werden, dass umliegende Hauswände beleuchtet und deren Bewohner durch das einfallende Licht gestört werden. Zudem kann dieses Mittel einen Beitrag zur Reduktion der zunehmenden problematisch werdenden "Lichtverschmutzung" in städtischen Siedlungsräumen leisten. Die spezifische Formgebung der Lichtleitbleche 23 eines Leuchtmoduls 2 kann einfach angepasst werden, indem eine spezifisch geformte Kühlfläche mit den entsprechenden Lichtleitblechen 23 auf nur noch auf den Rahmen 27 eines vorbereiteten Halbfabrikats 2a aufgeschraubt wird. - Weiter ist es möglich, für sehr spezielle Beleuchtungssituationen Kühlflächen mit extra angefertigten Lichtleitblechen zu verwenden. Bei der Wartung würde dann beispielsweise zuerst das gesamte Leuchtmodul 2 demontiert und von diesem die Kühlfläche 21 entfernt. Die Kühlfläche wird dann auf ein anderes Halbfabrikat 2a montiert, und das fertige Leuchtmodul 2 wieder im Gehäuse 11 montiert.
- Eine Variante zur erfindungsgemässen Aussenleuchte 1 ist in
Figur 5a gezeigt, in einer Seitenansicht (a), einer Ansicht von vorne (b) und einer Ansicht von schräg oben (c). - Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte 1 ist in
Figur 6 veranschaulicht. Die Aussenleuchte 1 umfasst ein Gehäuse 11, in welchem ein LED-Modul 29 angeordnet ist. Über dem LED-Modul ist ein Schutzglas 22 angeordnet. Ebenfalls auf dem LED-Modul 29 angeordnet ist eine Kühlfläche 21 mit angeformten Lichtleitblechen 23. Den Abschluss nach unten hin bildet ein Insektenschutz 105. - Ein Ausleger 14 und ein Adapter 13 verbindet die Aussenleuchte 1 mit einem Kandelaber (nicht dargestellt). In der bevorzugten Ausführungsform ist die Geometrie der Aussenleuchte 1 im wesentlichen flach. Das Gehäuse 11 ist im gezeigten Beispiel trapezförmig ausgestaltet. Er kann aber auch andere geometrische Formen annehmen, beispielsweise eine runde oder ovale Form wie dies in der Ausführungsform nach
Figur 8 offenbart wird. - In einer bevorzugten Ausführungsform ist das LED-Modul 29 flächig mit dem Gehäuse 11 verbunden und wird an der Unterseite 110 des Gehäuses befestigt. Die Fixierung kann beispielsweise über eine entsprechende Klemmverbindung oder Schraubverbindung erfolgen. Vorzugsweise sollte die Verbindung von Hand lösbar sein, um das Auseinandernehmen bei Wartungsarbeiten zu erleichtern. Das LED-Modul 29 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einer Vielzahl von Leuchtdioden 24, die je nach gewünschter Leuchtkraft in unterschiedlicher Anzahl auf einem Print 26 aufgebracht sind. Die Leuchtdioden 24 können auch durch andere Lichtquellen, beispielsweise eine Halogenleuchten ersetzt sein.
- Auf dem LED-Modul 29 aufgebracht ist optional ein Schutzglas 22. Das Schutzglas 22 dient dazu, die dahinterliegenden Leuchtdioden 24 vor Verunreinigungen zu schützen. Weiters kann durch eine entsprechende Tönung des Schutzglases 22 zusätzlich eine Beeinflussung der Leuchtkraft oder der Farbe des abgestrahlten Lichts erfolgen. Das Schutzglas 22 kann wiederum aus konventionellem Lampenglas oder aus Kunststoff gefertigt sein.
- Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Lichtleitbleche 23 senkrecht zur Kühlfläche 21 angeordnet. Im Bereich der Leuchtdioden 24 und dem Schutzglas 22 befindet sich eine Ausnehmung 212 der Kühlfläche 21. Bevorzugt werden die einzelnen Lichtleitbleche 23 stoffschlüssig mit der Kühlfläche 21 verbunden. Die Lichtleitbleche sind über den gesamten Querschnitt der Gehäuseunterseite 110 verteilt. Vorzugsweise sind die Lichtleitbleche aus Metall gefertigt, z.B. aus einem korrosionsbeständigen wärmeleitfähigen Metall oder einer Metall-Legierung. In einer kostengünstigeren Variante, können die Lichtleitbleche auch aus Kunststoff gefertigt sein. Bevorzugt werden die Lichtleitbleche 23 aus einem Stück gefertigt, besonders bevorzugt durch Strangpressung, und weisen keine beweglichen Teile auf. Die Lichtleitbleche sind bevorzugt in einem rechten Winkel zur Grundebene Kühlfläche 21 angeordnet und weisen eine Blechstärke von ca. 1 bis 4 mm, bevorzugt 2-3 mm auf.
- In einer nicht dargestellten Variante können die Lichtleitbleche 23 auch beweglich, insbesondere schwenkbeweglich, auf der Kühlfläche 21 angeordnet sein, so dass durch Einstellen eines bestimmten Winkels der Lichtleitbleche 23 die Lichtverteilung beeinflusst und angepasst werden kann.
- Die Lichtleitbleche 23 sind in jedem Fall so positioniert, dass sie das vom LED-Modul 29 in Richtung Boden abgestrahlte Licht begrenzen und in einer gewünschten Form auf den Boden verteilen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, sind die Lichtleitbleche so gestaltet, dass sie die von Leuchtdioden 24 produzierte Wärme entsprechend abführen können. Die Kühlfläche 21 liegt auf dem LED-Modul 29 auf und ist auf geeignete Art mit diesem wärmeleitend verbunden, und führt die produzierte Wärmemenge an die Umgebung ab. Ein wesentlicher Teil der Wärme wird über die Lichtleitbleche 23 abgegeben. Es kann deshalb auf Kühlschlitze oder andere Kühlmassnahmen im Gehäuse 11 verzichtet werden.
- Die Anzahl der Lichtleitbleche 23 richtet sich unter anderem nach der Anzahl, den Dimensionen und der Leistung der Leuchtdioden 24 und nach der Montagehöhe der Aussenleuchte 1. In der Kühlfläche 21 befindet sich die Ausnehmung 212. Die Grösse der Ausnehmung 212 ist so gewählt, dass sie der Fläche entspricht über welche die Leuchtdioden 24 des LED-Moduls 24 verteilt sind. Die Ausnehmung 212 ist weiter so gestaltet, dass ihre Fläche jener der darüber liegenden Fläche des Schutzglases 22 entspricht. In weiteren Ausführungsformen kann sich diese Ausnehmung über eine grössere Fläche als dies in
Figur 6 dargestellt ist erstrecken und andere geometrische Formen annehmen. - Der Insektenschutz 105 dient dazu, Spinnen daran zu hindern ihre Netze entlang der Lichtleitbleche 23 zu spannen und damit die Aussenleuchte 1 zu verunreinigen. Dies reduziert den Reinigungsaufwand für die erfindungsgemässe Aussenleuchte 1. Der Insektenschutz 105 deckt in der bevorzugten Ausführungsform die Lichtleitbleche 23 an jenen Stellen ab, durch die das Licht durchtritt. Der Insektenschutz 105 ist vorzugweise aus einem frostsicheren, wärmebeständigen und transparenten Kunststoffmaterial oder aus Glas gefertigt oder besteht aus einem feinen Gittergeflecht.
- Um den Innenbereich der Aussenleuchte 1 für die Wartung zugänglich zu machen ist der Insektenschutz 105 vorzugsweise auf die Lichtleitbleche 23 aufgesteckt. Zu diesem Zweck weist der Insektenschutz 105 im dargestellten Beispiel schlitzförmige Ausnehmungen 106 auf, die senkrecht auf die Grundfläche 107 des Insektenschutzes stehen. Die Breite der schlitzförmigen Ausnehmungen 106 sind so gewählt, dass zwischen dem Lichtleitblech 23 und der schlitzförmigen Ausnehmung 106 eine Klemmwirkung entsteht. Die Klemmwirkung ist so gewählt, dass das Wartungspersonal den Insektenschutz 105 bei der Reinigung der Aussenleuchte 1 vorzugsweise ohne zur Hilfenahme eines Werkzeugs abnehmen kann. In einer alternativen Ausführungsform kann der Insektenschutz 105 auch mit den Lichtleitblechen 23 direkt stoffschlüssig verbunden sein.
- Zur Montage der Kühlfläche 21 am Gehäuse 11 sind auf der den Lichtleitblechen abgewandten Seite der Kühlfläche 21 in Längsrichtung L verlaufende Schienen 213 vorgesehen. Die Breite der Schienen 213 ist so gewählt, dass die Lichtleitbleche 23 kraftschlüssig mit dem Gehäuse 11 verbunden werden können. Gleichzeit wird dadurch auch das Schutzglas und das LED-Modul 29 in Position gehalten.
- Die gegenständliche Erfindung in
Figur 6 unterscheidet sich vom Stand der Technik unter anderem dadurch, dass sie ohne Reflektoren auskommt. Weiters weist sie eine flache geometrische Form auf, die ein breites Spektrum an Gestaltungsmöglichkeiten offen lässt. Das Licht wird nur durch den Einsatz von Lichtleitblechen über die vorgesehene zu beleuchtende Fläche verteilt. Die Aussenleuchte kann durch Anpassung der Anzahl der Lichtleitbleche und der Leuchtelemente einfach auf jede Montagehöhe angepasst werden. - Anders als die
DE 202008004790 geht die gegenständliche Erfindung von unbeweglichen Leuchtdioden aus und kommt im Vergleich zurWO 2008095627 mit einer wesentlich flacheren Bauweise aus. - Bei einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aussenleuchte 1, wie sie in
Figur 7 dargestellt ist, ist eine geringere Anzahl von Lichtleitblechen 23 vorhanden. Das LED-Modul beinhaltet weniger Leuchtdioden. Das gezeigte Beispiel einer Aussenleuchte 1 ist für die Montage in geringerer Höhe und Beleuchtung kleinerer Flächen vorgesehen, beispielsweise für Fusswege. Am Ausleger 14 ist ein vertikal zum Ausleger verlaufender Stutzen 13' vorgesehen. Dieser Stutzen 13' ist so ausgeführt, dass die Aussenleuchte 1 an einen nicht dargestellten vertikalen Kandelaber aufgesetzt werden kann. - Die in
Figur 8 dargestellte weitere Variante einer erfindungsgemässen Aussenleuchte 1 zeigt eine weitere bevorzugte Form des Gehäuses 11 der Aussenleuchte 1. Das Gehäuse 11 ist dabei rund oder elliptisch ausgeführt. Der Ausleger 14 wird auf ein waagrechtes Ende eines Kandelabers 30 aufmontiert. - Eine erfindungsgemässe Aussenleuchte 1 kann mehrere LED-Module 29 umfassen, wie beispielsweise in
Figur 9 dargestellt, mit Blick senkrecht von unten auf die Gehäuseunterseite 110. Die dort dargestellte Gestaltungsvariante zeigt vier LED-Module 29, die versetzt angeordnet sind. Vor jedem der LED-Module 29 sind vier Lichtleitbleche 23 angeordnet. -
Figur 10 zeigt schematisch eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Leuchtmoduls 2 mit einer Grundplatte 26 als Tragstruktur und einem Lichtleitblech 23, in einem Querschnitt mit Blick auf die Längsachse. Entlang der Längsachse des Leuchtmoduls 2 sind Leuchtkörper 24 angeordnet, beispielsweise Leuchtdioden. In Richtung der Längsachse der Grundplatte 26 sind weiter Verbindungsmittel angeordnet, die es ermöglichen, mehrere Leuchtmodule 2, 2' miteinander parallel zu Längsachse zu verbinden. Die Verbindungsmittel umfassen im gezeichneten Beispiel eine Nut 262 und eine der Nut gegenüberliegende Feder 263. In der bevorzugten Ausführungsform nachFigur 10 bilden die Lichtleitbleche 23 mit der Grundplatte 26 einen rechten Winkel. Das Leuchtmodul ist vorzugsweise aus einem Stück gefertigt, beispielweise aus Metallguss, insbesondere Strangguss. Zwei Leuchtmodule 2, 2' können durch die Nut 262 eines ersten Leuchtmoduls 2 mit der Feder 263' eines zweiten Leuchtmoduls 2' verbunden werden. Die Lichtleitbleche 23, 23' sind parallel angeordnet. Sind die zwei Leuchtmodule 2, 2' zusammengefügt, so liegen die Leuchtdioden 24 des ersten Leuchtmoduls 2 zwischen den Lichtleitblechen 23, 23' des ersten und des zweiten Leuchtmoduls. Auf diese Art und Weise kann eine Mehrzahl von erfindungsgemässen Leuchtmodulen 2, 2' zusammengefügt werden. Wie inFigur 10 schematisch dargestellt kann als Abschluss in die Nut 263' des zweiten Leuchtmoduls 2' ein Schlussstück 264 geschoben werden. Bevorzugt ist das Schlussstück 264 L-förmig oder T-förmig ausgestaltet. - In
Figur 11(b) ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Leuchtmoduls 2 dargestellt, mit zwei Lichtleitblechen 23, die in einem rechten Winkel zur Grundplatte 26 angeordnet sind. Die Leuchtdioden 24 liegen zwischen den zwei Lichtleitblechen 23. In der Grundplatte 26 sind ebenfalls Verbindungsmittel vorgesehen, um zwei Leuchtmodule 2, 2' miteinander zu verbinden. AusFigur 11(a) wird ersichtlich, dass bei der Verbindung von zwei Leuchtmodulen 2, 2' gemässFigur 11(b) durch das Aneinandergrenzen von zwei Lichtleitblechen 23, 23' zweier Leuchtmodule ein Doppelschenkel 231 entsteht. - In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach
Figur 12 dient dieser Doppelschenkel 231 dazu, ein Verlängerungsblech 232 im Zwischenraum des Doppelschenkels 231 form- und/oder kraftschlüssig zu befestigen. Das Verlängerungsblech 232 wird vorzugsweise in den Doppelschenkel 231 geklemmt. Durch Lösen der Nut-Feder-Verbindung 262, 263 der Leuchtmodule 2, 2' kann das Verlängerungsblech 232 in den Zwischenraum des Doppelschenkels 231 eingeführt und so auch wieder entfernt werden. Statt einem weiteren Leuchtmodul kann auch am Rand einer Gruppe von zusammengefügten Leuchtmodulen 2, 2', ein Schlussstück in Form eines Winkelblechs 264 angeordnet werden, welches mit dem aussen liegenden Lichtleitblech 23 wiederum einen Doppelschenkel 231 bildet. - Das Verlängerungsblech 232 dient dazu, die Lichtleitbleche 23 nach Bedarf zu verlängern, um so den Abstrahlkegel des Leuchtelements noch enger begrenzen zu können. Die Leuchtmodule 2, 2' sind vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Metall oder einer Metall-Legierung gefertigt, besonders bevorzugt aus Aluminium. Es kann eine beliebige Anzahl von Leuchtmodulen parallel zu einander angeordnet werden. Bevorzugt finden solche erfindungsgemässe Leuchtmodule Verwendung in erfindungsgemässen Aussenleuchten. Weitere Einsatzgebiete umfassen beispielsweise Leuchten für Hallen und grosse öffentliche Plätze.
- Der Vorteil der erfindungsgemässen Leuchtmodule liegt in der flexiblen Anpassung einer aus dem Leuchtmodul bestehenden Leuchte an verschiedene Anwendungen
- In
Figur 13 ist eine beispielhafte Anordnung von zwei Lichtleitblechen 23 für ein Leuchtmodul 2 bzw. eine Aussenleuchte 1 dargestellt. Das LED-Modul 29 bzw. die Leuchtdiode 24 haben einen Abstrahlkegel 31. Dieser Abstrahlkegel hat je nach eingesetztem LED-Modul/Leuchtdiode einen unterschiedlichen Öffnungswinkel α. Die Lichtleitbleche 23 erfüllen nun die Funktion, den Abstrahlkegel 31 zu begrenzen und so den Öffnungswinkel α zu beschränken und auf α' zu reduzieren. In Richtung der Längsachse L der Aussenleuchte bzw. der Lichtleitbleche wird der Abstrahlkegel 31 nicht beschränkt. In der praktischen Anwendung wird eine erfindungsgemässe Aussenleuchte so aufgestellt werden, dass die Lichtleitbleche parallel zur Strasse verlaufen. Während so das Licht quer zur Strasse auf die zu beleuchtende Fläche gerichtet wird, ohne unerwünscht benachbarte Gebäude zu beleuchten, erfolgt in Strassenrichtung keine Einschränkung. Typischerweise beträgt der Öffnungswinkel des Abstrahlkegels in Längsrichtung 60° bis 120°. Je grösser der Winkel, desto grösser kann der Abstand zur nächsten Leuchte gewählt werden. -
- 1
- Aussenleuchte
- 105
- Insektenschutz
- 106
- schlitzförmige Ausnehmungen
- 107
- Grundfläche
- 11
- Gehäuse
- 110
- Unterseite des Gehäuses
- 12
- Abdeckung Elektronikeinheit
- 121
- Sensoren
- 13, 13'
- Adapter
- 14
- Ausleger
- 2, 2'
- Leuchtmodul
- 2a
- Halbfabrikat, Leuchtmodul ohne Kühlfläche
- 21
- Kühlfläche
- 211
- Zugangsöffnung für Befestigungselement
- 212
- Ausnehmung
- 213
- Schiene
- 22
- Schutzglas
- 23, 23'
- Lichtleitblech
- 231
- Doppelschenkel
- 232
- Verlängerungsblech
- 24, 24'
- Leuchtdiode, LED, LED-Element
- 25
- Seitenwand
- 251
- Flanschfläche
- 252
- Winkelelement
- 26, 26'
- Tragstruktur, Grundplatte
- 261
- Flanschfläche
- 262, 262'
- Nut
- 263, 263'
- Feder
- 264
- Schlussstück
- 27
- Rahmen
- 29
- LED-Modul
- 30
- Kandelaber
- 31
- Abstrahlkegel
- L
- Längsachse
- α
- Winkel des Leuchtkegels
Claims (15)
- Aussenleuchte (1) mit einem Leuchtmodul (2) umfassend mindestens eine Leuchtdiode (24), die wärmeleitend auf einer Tragstruktur (26) des Leuchtmoduls (2) angebracht ist, wobei die Tragstruktur (26) wiederum wärmeleitend (25, 27) mit einer Kühlfläche (21) verbunden ist, die dazu geeignet ist, die während des Betriebs der mindestens einen Leuchtdiode (24) erzeugte Wärmeenergie an die Umgebung abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kühlfläche (21) auf der gleichen Seite (110) der Aussenleuchte (1) angeordnet ist, auf welcher das Leuchtmodul (2) während des Betriebs Licht abstrahlt (31).
- Aussenleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leuchtdiode (24) im Inneren eines vollständig geschlossenen (26, 25, 22) Innenraums des Leuchtmoduls (2) angeordnet ist, wobei die Wandung des Innenraums einen lichtdurchlässigen Bereich aufweist (22), vorzugsweise ein transparentes Schutzglas.
- Aussenleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlfläche (21) form- und/oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Leuchtmodul (2) verbunden ist.
- Aussenleuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von entlang einer Längsachse (L) des Aussenleuchte (1) angeordneten Lichtleitblechen (23), welche dazu eingerichtet sind, den Öffnungswinkel (α) eines Abstrahlkegels (31) des Leuchtmoduls (2) in einer bestimmten Richtung zu begrenzen, vorzugsweise quer zur Längsachse (L).
- Aussenleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitbleche (23) in einem bestimmten Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zur Kühlfläche (21) angeordnet sind.
- Aussenleuchte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitbleche (23) wärmeleitend mit der Kühlfläche verbunden sind und dazu geeignet sind, die erzeugte Wärmeenergie abzuführen.
- Aussenleuchte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Leuchtmodul (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 14 umfasst.
- Leuchtmodul (2) für die Verwendung in einer Aussenleuchte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Tragstruktur (26), mindestens einer Leuchtdiode (24), die wärmeleitend auf der Tragstruktur (26) angebracht ist, und einer Kühlfläche (21), die wärmeleitend (25, 27) mit der Tragstruktur (26) verbunden ist, und die dazu geeignet ist, die während des Betriebs der mindestens einen Leuchtdiode (24) erzeugte Wärmeenergie an die Umgebung abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kühlfläche (21) auf der gleichen Seite des Leuchtmoduls (2) angebracht ist, auf welcher das Leuchtmodul (2) während des Betriebs Licht abstrahlt (31).
- Leuchtmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leuchtdiode (24) im Inneren eines vollständig geschlossenen (26, 25, 22) Innenraums des Leuchtmoduls (2) angeordnet ist, wobei die Wandung des Innenraums einen lichtdurchlässigen Bereich aufweist (22), vorzugsweise ein transparentes Schutzglas.
- Leuchtmodul nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von entlang einer Längsachse (L) des Leuchtmoduls (2) angeordneten Lichtleitblechen (23), welche dazu eingerichtet sind, den Öffnungswinkel (α) eines Abstrahlkegels (31) des Leuchtmoduls (2) in einer bestimmten Richtung zu begrenzen, vorzugsweise quer zur Längsachse (L).
- Leuchtmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitbleche (23) in einem bestimmten Winkel, vorzugsweise einem rechten Winkel, zur Kühlfläche (21) angeordnet sind.
- Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch mindestens zwei parallele Lichtleitbleche (23).
- Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitbleche (23) wärmeleitend mit der Kühlfläche (21) verbunden sind und dazu geeignet sind, die erzeugte Wärmeenergie abzuführen.
- Leuchtmodul (2) mit einer Grundplatte (26) und einem oder mehreren entlang einer Längsachse (L) angeordneten Leuchtdioden (24), gekennzeichnet durch mindestens ein Lichtleitblech (23) welches entlang der Längsachse (L) angeordnet ist und welches dazu geeignet ist, einen Abstrahlkegel (31) der Leuchtdioden (24) in einer bestimmten Richtung zu begrenzen und Verbindungsmittel (262, 263) welche dazu geeignet sind, das Leuchtmodul (2) mit einem weiteren parallel zur Längsachse (L) angeordneten identischen Leuchtmodul (2') zu verbinden.
- Aussenleuchte (1) mit einem Leuchtmodul (2), umfassend mehrere Leuchtdioden (24), gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von entlang einer Längsachse (L) angeordneten Lichtleitblechen (23), welche dazu eingerichtet sind, den Öffnungswinkel (α) eines Abstrahlkegels (31) des Leuchtmoduls (2) in einer bestimmten Richtung zu begrenzen.
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