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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung, enthaltend:
- (a) ein Gehäuse mit zumindest einer Lichtaustrittsöffnung;
- (b) eine Mehrzahl von LEDs als Leuchtmittel;
- (c) einen in das Gehäuse einsetzbaren Träger mit einer Aufnahme zur Montage der LEDs.
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Der Einsatz von Lumineszenzdioden (LED) führt bei der Beleuchtung beispielsweise in Gebäuden zu Energieersparnis gegenüber herkömmlichen Leuchtstoffröhren. Es sind daher Beleuchtungsanordnungen für Innenräume bekannt, bei denen LEDs eingesetzt werden. Die LEDs sind auf einem Träger montiert. Der Träger ist in einem Gehäuse befestigt.
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Stand der Technik
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WO 2009/000536 A1 offenbart eine langgestreckte Leuchte mit einer Vielzahl von LEDs, welche in einer Reihe auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Die LEDs strahlen in Richtung eines Reflektors ab und werden von dem Reflektor in Richtung eines Lichtaustrittsbereichs reflektiert. An der Leiterplatte ist ein Kühlkörper vorgesehen, welcher sich ebenfalls über die Länge der Leuchte erstreckt. Die LEDs sind fest auf der auch als Platine bezeichneten Leiterplatte montiert. Die von den LEDs gebildete Lampe ist als Lampeneinheit nicht demontierbar und weist im Innenraum keine zu wechselnden Teile auf.
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DE 20 2010 002 018 U1 offenbart eine LED-Anordnung als Ersatz für herkömmliche Leuchtstoffröhren. Die LEDs sitzen als offene Lichtleiste fest montiert auf einem Trägerelement, welches drehbar in einer Halterung gelagert ist.
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WO 2008/102287 A1 offenbart eine zweidimensionale Anordnung von LEDs, welche auf einer lichtdurchlässigen Glasplatte angeordnet sind. Das Licht der LEDs wird in Richtung auf Reflektoren abgestrahlt. Von den Reflektoren wird das Licht in Richtung der Glasplatte abgestrahlt. Es tritt durch die Zwischenräume zwischen den LEDs aus.
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WO 1997/036131 A1 offenbart eine Anordnung von LEDs, deren Licht auf einen Reflektor und von dem Reflektor auf eine Mikroprismenplatte abgestrahlt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Herstellung der eingangs beschriebenen Beleuchtungsanordnung kostengünstiger zu machen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
- (d) der Träger beidseitig ein Aufnahmeprofil aufweist, wobei das Aufnahmeprofil auf der einen Seite des Trägers eine andere Geometrie aufweist als das Aufnahmeprofil auf der anderen Seite des Trägers, und
- (e) der Träger im gleichen Gehäuse sowohl mit der einen, als auch mit der anderen Seite der Lichtaustrittsöffnung zugewandt montierbar ist.
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Ein solcher Träger ermöglicht es, dass das gleiche Gehäuse und die gleichen weiteren Komponenten für unterschiedliche Beleuchtungsgeometrien verwendet werden können. Es sind weniger Werkzeuge und weniger unterschiedliche Herstellungsschritte erforderlich. Die Kosten für die Herstellung, den Schulungsaufwand bei der Montage und die Lagerhaltung einer solchen Beleuchtungsanordnung sind daher ohne Einbußen bei gleicher Vielfalt des Angebots geringer.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse langgestreckt ausgebildet ist und das Gehäuse und der Träger haben über die Länge einen im Wesentlichen unveränderlichen Querschnitt. Dadurch können die einzelnen Komponenten als Profilware hergestellt und insbesondere gezogen oder extrudiert werden. Auch das vereinfacht die Herstellung.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zum Entblenden des aus der Lichtaustrittsöffnung austretenden Lichts vorgesehen. Diese Mittel zum Entblenden können eine Mikroprismenplatte, eine andere Mikrostrukturplatte, eine satinierte Platte oder eine andere entblendende Platte umfassen, welche optional mit einem Halter in das Gehäuse einsetzbar ist. LEDs sind vergleichsweise klein und haben eine sehr hohe Leuchtdichte. Dadurch besteht die Gefahr, dass man bei direkter Einsicht in die Leuchte geblendet wird. Die Mittel dienen zum Entblenden und bewirken ein gleichmäßiges Beleuchtungsprofil.
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Eine besonders gleichmäßige Beleuchtung wird erreicht, wenn die LEDs in Reihen in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet sind. Dabei kann insbesondere eine unterschiedliche Anzahl von Reihen auf den beiden Seiten des Trägers vorgesehen sein. Vorzugsweise sind eine Reihe auf der einen und zwei Reihen auf der anderen Seite des Trägers vorgesehen. Je nach dem, welche Seite zur Lichtaustrittsöffnung ausgerichtet ist, strahlt die Leuchte mit einer oder zwei Reihen LEDs.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der Träger einen Kühlkörper zur Abfuhr der von den LEDs erzeugten Wärme. Hierzu ist der Träger aus einem geeigneten Material gefertigt, welches eine hohe Leitfähigkeit und eine Geometrie aufweist, über welche die entstehende Wärme gut an die Umgebung abgeleitet werden kann. Insbesondere kann der Kühlkörper Kühlrippen in Längsrichtung des Gehäuses aufweisen. Die Kühlrippen verlaufen dabei vorzugsweise parallel zu den LED-Reihen in Längsrichtung des Trägers.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die LEDs auf einer gemeinsamen Platine angeordnet, welche in eine Schiene in dem Träger einschiebbar ist. Es versteht sich, dass auch mehrere Platinen für jeweils eine Mehrzahl von LEDs vorgesehen sein können, die in die Schiene einschiebbar sind. Zur Montage werden dann einfach die Platinen in die Schiene eingeschoben und dort befestigt.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zwei gegenüberliegende Lichtaustrittsöffnungen vorgesehen sind, so dass Licht von LEDs auf der einen Seite des Trägers durch eine erste Lichtaustrittsöffnung und Licht von LEDs auf der anderen Seite des Trägers durch die zweite Lichtaustrittsöffnung treten kann. Beispielsweise kann eine Lichtaustrittsöffnung nach unten gerichtet sein. Durch diese Lichtaustrittsöffnung tritt Licht zur direkten Beleuchtung aus. Licht, welches von LEDs auf der entgegengesetzten des Träger erzeugt wird, tritt nach oben aus. Dadurch wird ein Anteil mit indirekter Beleuchtung erzeugt. Das Licht kann aber auch durch geeignete Reflektoren oder andere optische Mittel nach unten abgelenkt werden.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer langgestreckten Leuchte mit einem drehbaren Träger für LEDs und einem Mikroprismeneinsatz.
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2 ist ein Querschnitt durch die zusammengesetzte Leuchte aus 1 in einer ersten Montagevariante.
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3 ist ein Querschnitt durch die zusammengesetzte Leuchte aus 1 in einer zweiten Montagevariante.
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4 illustriert die Abstrahlrichtung der Leuchte aus 1 in der in 2 dargestellten Montagevariante mit einer seitlich angeordneten LED-Reihe.
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5 illustriert die Abstrahlrichtung der Leuchte aus 1 in der in 3 dargestellten Montagevariante mit zwei LED-Reihen.
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6 illustriert die Abstrahlrichtung der Leuchte aus 1 in der in 3 dargestellten Montagevariante mit einer LED-Reihe.
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7 illustriert die Abstrahlrichtung der Leuchte aus 1 in der in 3 dargestellten Montagevariante, wobei zwei LED-Reihen nach unten zur direkten Beleuchtung und eine LED-Reihe nach oben zur indirekten Beleuchtung vorgesehen sind.
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8 entspricht der Darstellung in 6, wobei zusätzlich eine weitere LED-Reihe nach oben zur indirekten Beleuchtung vorgesehen ist.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 ist eine Explosionsdarstellung einer langgestreckten Innenleuchte, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Innenleuchte kann als Pendelleuchte ausgebildet sein. Alternativ wird die Innenleuchte an der Decke montiert, in die Decke integriert oder als Wandleuchte an einer Wand befestigt. Die Innenleuchte kann mit weiteren, gleichartigen Leuchten in Form von Leuchtbändern oder anderen Strukturen zusammen verwendet werden.
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Die Leuchte 10 weist ein Gehäuse 12 auf. Oberhalb des Trägers 14 ist ein Treibereinsatz 16 vorgesehen. Das Gehäuse 12 ist nach unten offen und bildet dort eine Lichtaustrittsöffnung. Die Lichtaustrittsöffnung ist mit einem Plattenhalter 18 verschlossen, in welche eine Mikroprismenplatte 20 eingesetzt ist und an der Oberseite ein Träger 14 eingeschoben ist.
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Gehäuse 12, Träger 14 und Plattenhalter 18 haben einen über die Länge der Leuchte im Wesentlichen gleichen Querschnitt. Dadurch sind diese in quasi beliebiger Länge herstellbar. Die Länge kann gut an die jeweiligen Bedürfnisse der Anwendung angepasst werden. Die Leuchte 10 wird an ihren Enden 24 und 26 mit Kappen (nicht dargestellt) abgeschlossen. Das Gehäuse 12 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem profilierten Aluminium-U-Stück. Je nach Umgebung und Design kann es auch aus Edelstahl oder einem anderen widerstandsfähigen Material gefertigt werden.
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Der Träger 14 besteht ebenfalls aus Aluminium und bildet einen Kühlkörper. Das Material ist gut wärmeleitfähig und gegenüber Umwelteinflüssen widerstandsfähig. Mehrere Kühlrippen 28 erstrecken sich entlang des Trägers 14 über dessen gesamte Länge. Dadurch wird die Kühlleistung des Trägers 14 erhöht.
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Der Plattenhalter 18 besteht aus Kunststoff und weist eine transparente Fläche 30 auf. In einem nicht dargestellten, alternativen Ausführungsbeispiel ist die Fläche 30 satiniert. An den Längsseiten erstrecken sich jeweils zwei V-förmig angeordnete Schenkel, welche auf der Oberseite der Fläche 30 zusammenlaufen. Die äußeren Schenkel 32 sind kürzer als die inneren beiden Schenkel 34. Die äußeren Schenkel stehen etwas über die Fläche 30 hinaus. Mit den äußeren Schenkeln 32 wird der Plattenhalter 18 in das Gehäuse 12 verrastet. Hierfür sind Profile 36 und 38 auf der Innenseite des Gehäuses 12 vorgesehen. Der Plattenhalter 18 sitzt in montiertem Zustand so in dem Gehäuse, dass die Unterseite der transparenten Fläche 30 bündig an das Profil 38 am unteren Rand des Gehäuses 12 angrenzt und so einen im Wesentlichen ebenen Abschluss bildet.
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Die längeren Schenkel 34 des Plattenhalters 18 sind nach innen aufeinander zu geneigt. Sie dienen als Halter für den Träger 14. Zu diesem Zweck sind die Enden der Schenkel 34 mit einem im Wesentlichen T-förmigen Profil versehen, in welches ein korrespondierendes Profil des Trägers 14 eingreift. Die Schenkel 32 und 34 sind etwas um ihre Längsachse 40, an welcher sie zusammengeführt sind, beweglich. Der Plattenhalter 18 als Ganzes und der Träger 14 können daher in ihre Position eingeklipst werden und brauchen nicht von den Enden her eingeschoben werden. Dadurch wird die Montagedauer verkürzt.
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Zwischen den inneren Schenkeln 34 liegt die Mikroprismenplatte 20 auf der Fläche 30 auf. Die Mikroprismenplatte 20 wird gemeinsam mit dem Plattenhalter 18 in das Gehäuse 12 eingesetzt. Der Plattenhalter 18 schützt die Mikroprismenplatte 20 vor Beschädigungen und Verunreinigungen während der Montage. Es versteht sich, dass statt einer Mikroprismenplatte jede beliebige andere Platte verwendet werden kann, die den gewünschten optischen Effekt erzielt. So kann zum Entblenden auch eine andere Mikrostruktur oder eine satinierte Platte verwendet werden. Auch kann die Fläche 30 direkt mit einer geeigneten Beschichtung versehen, geätzt oder mechanisch bearbeitet werden, so dass eine Entblendung ohne zusätzliche Platte 20 erfolgt.
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Die nach innen gerichtete Flächen der Schenkel 34 sind reflektierend ausgebildet, zum Beispiel durch eine Bedampfung mit Aluminium, Aufbringen einer reflektierenden Folie oder, wie hier dargestellt, durch Einsetzen einer reflektierenden Scheibe 42. Strahlung aus dem Innenraum der Leuchte wird durch die so gebildeten Reflektoren nach unten durch die Lichtaustrittsöffnung 44 des Gehäuses 12 nach außen reflektiert. Dies ist in 2 gut erkennbar.
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Im mittleren Bereich zwischen Oberseite und Lichtaustrittsöffnung 44 bildet das Gehäuse zwei Arme 46 und 48, welche sich über die Länge des Gehäuses 12 erstrecken. Die im leicht angeschrägten, im wesentlichen vertikal verlaufenden Arme 46 und 48 sind am freien Ende nach Innen gebogen, so dass horizontale Enden 50 gebildet sind. Der Treibereinsatz 16 wird mit Klammern 52 zwischen diesen Armen 46 und 48 gehalten. Dabei werden gebogene Klammerenden 54 über Vorsprünge 56 an den Armen 46 und 48 geklipst. Der Treibereinsatz 16 ist im Wesentlichen ein Blech, welches an den Enden nach oben gebogen ist. Auf diesem Blech sind Treiber 22 installiert, welche zur Steuerung und Energieversorgung der nachstehend beschriebenen LEDs erforderlich sind.
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Der Träger 28 ist ein im Wesentlichen flaches Gebilde. Die Kühlrippen 28 springen auf der in 2 nach unten gerichteten Seite vor. Zwischen den Kühlrippen 28 ist eine Schiene 60 gebildet. Die Profile entlang der Längsseite des Trägers 14, rechts und links in 2 und 3, sind insoweit symmetrisch ausgebildet, als der Träger 14 sowohl mit der einzelnen Schiene 60 nach unten – wie in 2 dargestellt – als auch nach oben – wie in 3 dargestellt an den T-förmigen Enden der Schenkel 34 eingesetzt werden kann. Dadurch kann werkseitig während der Montage entschieden werden, ob die einzelne Schiene 60 unten oder oben angeordnet sein soll. Auf der Seite, welche der Seite mit der einzelnen Schiene 60 gegenüberliegt, sind zwei identische oder vergleichbare, parallele Schienen 68 und 70 vorgesehen. In 2 sind die Schienen 68 und 70 oben angeordnet. In 3 sind die Schienen 68 und 70 unten angeordnet.
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In die Schienen 60, 68 und 70 können Platinen 72 mit LED-Reihen eingeschoben werden. Die LED-Reihen erstrecken sich in Längsrichtung der gesamten Anordnung auf den Platinen. Die Platinen 72 und so die LEDs werden mit den Treibern 22 kontaktiert. Zwischen den Platinen 72 und dem Träger 14 besteht zumindest im Betrieb ein gut wärmeleitender Kontakt. 4 ist eine Detaildarstellung der Situation in 2. Dort zeigt die einzelne Schiene 60 nach unten. Nur in dieser Schiene 60 ist eine Platine 72 eingeschoben. Pfeil 74 illustriert die Abstrahlrichtung der LEDs. LEDs sind Leuchtmittel mit einer gerichteten Abstrahlcharakteristik im Bereich bis zu 180 Grad. Man erkennt, dass bei dieser Anordnung der wesentliche Teil der Strahlung direkt nach unten durch die Lichtaustrittsöffnung mit der transparenten Fläche 30 gelangt. Seitliche Anteile des abgestrahlten Lichts werden durch die Reflektoren 42 ebenfalls nach unten gelenkt.
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Die Anordnung erlaubt bei Verwendung der gleichen Bauteile verschiedene Ausgestaltungen, welche in den 4 bis 8 schematisch dargestellt sind.
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5 zeigt die Situation, bei welcher der Träger um 180° gedreht gegenüber 4 in dem Plattenhalter 18 eingesetzt ist. Die einzelne Schiene 60 ist nun oben und leer. In die beiden Schienen 68 und 70 auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers 14 sind Platinen 76 und 78 mit jeweils einer LED-Reihe eingeschoben und kontaktiert. Die LEDs strahlen nun aus zwei Reihen. Dies ist durch Pfeile 80 und 82 repräsentiert. Die Abstrahlrichtung kann dabei unter einem Winkel erfolgen, wie dies in 5 angedeutet ist. Die Verwendung von zwei LED-Reihen erlaubt eine Erhöhung der Leuchtdichte der Leuchte. Wenn nur eine Reihe verwendet wird, kann die Abstrahlrichtung durch Reflektoren 42 gezielt beeinflusst werden. Das ist in 6 illustriert.
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Die Verwendung eines Trägers, der beidseitig eine oder mehrere Platinen aufnehmen kann, erlaubt auch neue optische Konzepte. Diese sind in 7 und 8 illustriert. Im Ausführungsbeispiel nach 7 sind, ähnlich wie in 5, sowohl Platinen in beiden nach unten gerichteten Schienen 68 und 70 vorgesehen. Die darauf vorgesehenen LED-Reihen bewirken eine direkte Beleuchtung. Diese ist durch Pfeile 80 und 82 repräsentiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist aber auch die einzelne Schiene 60 auf der gegenüberliegenden, oberen Seite des Trägers 14 mit einer Platine 86 belegt. Die auf der Platine 86 angeordnete LED-Reihe strahlt nach oben ab. Dies ist durch einen Pfeil 88 repräsentiert. Je nach Anwendung ist das Gehäuse 12 beispielsweise einer Pendel- oder Wandleuchte an der Oberseite mit einer weiteren, zusätzlichen Lichtaustrittsöffnung versehen. Dann wird die Decke des beleuchteten Raumes ebenfalls beleuchtet. Alternativ kann eine Reflektoranordnung vorgesehen sein (nicht dargestellt) mit welcher das Licht seitlich durch seitliche Lichtaustrittsöffnungen oder nach unten nach außen gelenkt wird.
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8 illustriert eine Anordnung ähnlich wie 6 mit einer asymmetrischen Lichtverteilung, die zusätzlich nach oben abstrahlt. Dies ist durch einen Pfeil 90 illustriert. Diese Anordnung und die Anordnung in 6 eignen sich insbesondere bei Verwendung als Wandleuchte.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand einiger konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann erschließen sich vielfältige Variationsmöglichkeiten, welche sich aus der Beschreibung ergeben und welche ebenfalls in den Schutzbereich fallen, der ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt werden soll. Es versteht sich, dass bei aufwändigeren Trägergestaltungen auch andere Geometrien, etwa alternierende Anordnungen von LEDs innerhalb der beiden Reihen, drei oder noch mehr Reihen bei breiteren Leuchten oder dichtere und weitere LED-Gruppierungen innerhalb der Geometrien auf den Platinen denkbar sind, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Auch kann der Träger andere Geometrien annehmen, etwa quaderförmig, sofern er weiterhin als Kühlkörper und zur Aufnahme der Platinen geeignet ist. Schließlich können auch die Platinen Kühlfunktionen übernehmen und/oder eine externe Kühlung vorgesehen sein. Auch können die Komponenten der Leuchte auf unterschiedlichste Weise miteinander befestigt werden, insbesondere auch, aber nicht beschränkt auf verkleben, verspannen, verschrauben, klemmen und vieles mehr.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/000536 A1 [0003]
- DE 202010002018 U1 [0004]
- WO 2008/102287 A1 [0005]
- WO 1997/036131 A1 [0006]