CH709332B1 - Stehleuchte mit Kühlvorrichtung. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine LED-Stehleuchte (1) mit einem Kühlmittelkreislauf, in dem ein flüssiges Kühlmittel mittels einer Pumpe (15) gefördert wird, um Wärme von einem Leuchtmittelhalter (7), an dem das Leuchtmittel (9) wärmeleitend befestigt ist, abzuführen, sowie ein Verfahren zum Kühlen des Leuchtmittels der Stehleuchte. Die Rohre (11a, 11b) des Kühlmittelkreislaufs und die Haltevorrichtung (12) einschliesslich des Pumpengehäuses (13) gehören zum Ständer (5) der Stehleuchte (1). Der Ständer (5) wirkt als Kühlkörper, der vom Leuchtmittel (9) übernommene Wärme an die Umgebungsluft abführt.

Description

Beschreibung [0001 ] Gegenstand der Erfindung ist eine Stehleuchte mit einer Kühlvorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen des Leuchtmittels einer Stehleuchte gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.

[0002] Leuchtmittel wie Glühlampen, Gasentladungslampen oder Leuchtdioden (LED) erzeugen während des Betriebs nicht nur Licht, sondern auch Wärme. Bei Glühlampen bzw. allgemein bei thermischen Strahlern ist der Wirkungsgrad bzw. der Anteil der Strahlung im sichtbaren Bereich relativ klein. Typischerweise wird bei solchen Lichtquellen mehr als 90% der zugeführten elektrischen Energie in Wärmeenergie umgewandelt, die grösstenteils durch Abstrahlung abgeführt werden kann. Im Unterschied zu Glühlampen strahlen Leuchtdioden von Leuchten im Wesentlichen nur im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Bei Leuchtdioden ist der Wirkungsgrad deutlich höher. Er liegt typischerweise im Bereich von ca. 20 bis 30%. Dies gilt jedoch nur, solange die Betriebstemperatur nicht zu hoch ist. Der Wirkungsgrad und auch die Lebensdauer einer Leuchtdiode nehmen mit zunehmender Betriebstemperatur des Halbleiterchips ab. Dieser Effekt ist schon bei Temperaturen oberhalb etwa 80°C nachweisbar. Übersteigt die Temperatur einen Maximalwert, der typischerweise in der Grössenordnung von 100° bis 150° liegt, so wird der Halbleiter zerstört. Leuchten mit Leistungs-Leuchtdi-oden können sehr kompakt aufgebaut werden. Schon mit vergleichsweise kleinen Strahlungsflächen können relativ grosse Lichtströme erzeugt werden. Die effiziente Abfuhr von Wärme durch Wärmeleitung ist deshalb besonders wichtig.

[0003] Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2010 004 394 U1 ist eine LED-Leuchte mit einer Wärmeleitungskonstruktion bekannt, wobei ein LED-Kern wärmeleitend mit einem ersten Flüssigkeitsbehälter verbunden ist, der über Konvektionsrohre mit einem höher gelegenen zweiten Flüssigkeitsbehälter verbunden ist. In diesem geschlossenen Kreislauf zirkuliert eine Kühlflüssigkeit. Die LED erwärmt unten am aufsteigenden Konvektionsrohr die Kühlflüssigkeit und treibt so die Zirkulation der Kühlflüssigkeit ohne zusätzlichen mechanischen Antrieb an.

[0004] Aus einer weiteren Gebrauchsmusterschrift DE 20 2009 012 571 U1 ist eine Pendelleuchte mit einem Kühlmittelkreislauf bekannt. Die Pendel zur Aufhängung eines Leuchtengehäuses an eine Raumdecke sind zugleich auch vertikale Abschnitte eines Kühlmittelträgers des Kühlmittelkreislaufs. Der Kühlmittelträger ist oben mit einem Kühlkörper und unten mit einer im Leuchtengehäuse angeordneten punktförmigen Lichtquelle verbunden. Die Lichtquelle gibt Wärme an das Kühlmittel ab. Durch Konvektion oder aktives Pumpen zirkuliert das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf und gibt oben Wärme an den Kühlkörper ab. Der Kühlkörper ist mit Befestigungsmitteln an der Raumdecke befestigt.

[0005] Die Anordnung eines Kühlelements zum Abgeben von Wärme an die Umgebung im Bereich einer Raumdecke und/oder vertikal oberhalb der zu kühlenden Lichtquelle hat den Nachteil, dass dort die Umgebungstemperatur höher ist, da sich die aufsteigende warme Luft im Bereich der Raumdecke sammelt. Im Weiteren werden Pendelleuchten ortsfest in einem Raum installiert und können bei Bedarf nicht einfach umplatziert werden.

[0006] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stehleuchte zu schaffen, die selbst bei vergleichsweise kleinen Abmessungen des Leuchtmittels eine hohe Lichtleistung abzugeben vermag.

[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Stehleuchte mit einer Kühlvorrichtung und durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Stehleuchte gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9.

[0008] Die Stehleuchte umfasst einen Leuchtenfuss, an dem ein Ständer nach oben ragt. Im Bereich des oberen Endes des Ständers ist mindestens ein Leuchtmittel mittels eines Leuchtmittelhalters am Ständer befestigt. Das Leuchtmittel umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Platinen mit mehreren Leuchtdioden, die von einer Steuerelektronik kontrolliert werden. Die Steuerelektronik kann lokal getrennt oder alternativ teilweise oder vollständig beim Leuchtmittel angeordnet sein. Alternativzu Leuchtdioden kann das Leuchtmittel auch Glühlampen, insbesondere Halogenglühlampen oder andere im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums strahlende Elemente umfassen.

[0009] Vorzugsweise sind der oder die Leuchtmittelhalter als Reflektor bzw. Reflektoren ausgebildet, wobei zumindest jene Seite, an der das Leuchtmittel angeordnet ist, gute Reflexionseigenschaften für das vom Leuchtmittel erzeugte Licht aufweist. Jedes Leuchtmittel ist derart am jeweiligen Leuchtmittelhalter befestigt, dass ein guter wärmeleitender Kontakt die Abfuhr von Wärme vom Leuchtmittel über den Leuchtmittelhalter ermöglicht. Der Leuchtmittelhalter umfasst vorzugsweise einen massiven Metallkörper, der z.B. aus Kupfer oder aus Aluminium gefertigt sein kann. Der Leuchtmittelhalter an mindestens einem Rohr des Ständers befestigt und steht in gutem wärmeleitendem Kontakt mit diesem Rohr. Das Rohr bzw. die Rohre sind Elemente eines geschlossenen Kühlmittelkreislaufs, in dem ein flüssiges Kühlmittel mittels einer Pumpe gefördert werden kann. Der Ständer umfasst ein Fallrohr und ein Steigrohr des Kühlmittelkreislaufs sowie eine Haltevorrichtung, mit der diese Rohre am Leuchtenfuss gehalten sind. Das Fallrohr, das Steigrohr und die Haltevorrichtung sind aus Metall gefertigt, vorzugsweise aus Chromstahl oder Aluminium. Die Wärmeübertragung vom Leuchtmittel an den Kühlmittelkreislauf erfolgt indirekt über den Leuchtmittelhalter, der zugleich zum Befestigen des Leuchtmittels am Ständer verwendet wird.

[0010] Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform sind das Fallrohr und das Steigrohr einstückig aus einem U-förmig gebogenen Rohr hergestellt. Vom oben angeordneten Bogen her sind die beiden Schenkel parallel zueinander nach unten geführt. Die unteren Enden des Rohrs münden in ein Pumpengehäuse mit einer Pumpe. Der Leuchtmittelhalter umfasst einen an die Gestalt des Rohrs angepassten Kontaktbereich, wobei das Rohr bzw. die Rohrschenkel auf einem Teilbereich ihres Umfangs klammerartig umgriffen werden. Die Befestigung des Leuchtmittelhalters am Rohr bzw. an den Rohrabschnitten erfolgt vorzugsweise kraftschlüssig. Dabei kann beispielsweise die federnde Spannkraft der beiden Rohrschen kel genutzt werden, um diese gegen entsprechende Kontaktbereiche des Leuchtmittelhalters zu pressen. Alternativ können die Rohrabschnitte auch zwischen dem Leuchtmittelhalter und einem geeigneten Anschlagelement - insbesondere einem zweiten Leuchtmittelhalter - z.B. mittels einer Schraubverbindung festgeklemmt werden.

[0011] Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform sind das Fallrohr und das Steigrohr koaxial zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist das Steigrohr das innere Rohr mit einem kleineren Durchmesser und das Fallrohr das äussere Rohr mit dem grösseren Durchmesser. Der Leuchtmittelhalter kann bei dieser Ausführungsform beispielsweise eine Sacköffnung mit einem Innengewinde umfassen und wird dichtend auf ein Aussengewinde am oberen Ende des äusseren Rohrs aufgeschraubt.

[0012] Das oder die Rohre des Kühlmittelkreislaufs sind Kühlkörper, welche vom Leuchtmittel übernommene Wärme an die Umgebungsluft abführen. Die Abführung von Wärme wird durch Fördern des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf unterstützt. Bei Bedarf kann die Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung zusätzlich erhöht werden, indem beispielsweise die wirksame Oberfläche für die Wärmeabgabe oder deren Effektivität vergrössert wird. Dies kann beispielsweise durch eine oder mehrere der folgenden Massnahmen erreicht werden: [0013] Grössere Rohrdurchmesser, rechteckige oder quadratische statt runde Rohrquerschnitte, dunkle Farbe der Rohroberfläche, wärmeleitender Kontakt des Rohrs bzw. der Rohre mit zusätzlichen Elementen, beispielsweise mit flächigen Kühlfahnen, mit dem Pumpengehäuse, mit der Halterung zum Befestigen der Rohre bzw. des Pumpengehäuses am Leuch-tenfuss oder mit einem zusätzlichen Rohr, welches als Kabelführung für Speise- und/oder Steuerleitungen für das Leuchtmittel verwendet wird.

[0014] Der Leuchtmittelhalter kann je nach Ausführungsform der Stehleuchte nur von den Rohren der Kühlvorrichtung getragen sein. Alternativ kann der Ständer weitere Elemente umfassen, z.B. die Halterung zur Befestigung am Sockel oder zusätzliche Rohre oder Stangen. Bedienelemente zum Steuern der Stehleuchte sind vorzugsweise zwischen dem Leuchtenfuss und dem Leuchtmittelhalter am Ständer angeordnet. Insbesondere bietet es sich an, Bedienelemente im Bereich des Pumpengehäuses anzuordnen. Vorzugsweise umfasst die Stehleuchte mehrere unabhängig voneinander steuerbare Leuchtmittel. So können beispielsweise ein oder mehrere Leuchtmittel als indirekte Strahlungsquellen oben am Reflektor bzw. Leuchtmittelhalter angeordnet sein und ein oder mehrere weitere Leuchtmittel an dessen Unterseite als direkte Strahlungsquelle. Diese Leuchtmittel können unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet sowie vorzugsweise auch gedimmt werden. Zusätzlich zu den Vorgaben der Bedienelemente kann die Steuerelektronik auch Messgrössen von Sensoren, insbesondere eines Helligkeitssensors und/oder eines Bewegungsmelders und/oder eines Temperatursensors zur Steuerung der Lichtquelle berücksichtigen. Der Temperatursensor ist vorzugsweise beim Leuchtmittelhalter angeordnet und misst dort eine Temperatur, welche die Temperatur des Leuchtmittels repräsentiert. Ein in der Steuerelektronik gespeicherter Vergleichswert gibt die maximal zulässige Betriebstemperatur an. Die Steuerelektronik umfasst gespeicherte Steuervorschriften zum Beeinflussen der Leistungsaufnahme der Leuchtmittel und der Pumpe. Insbesondere können diese Steuervorschriften dazu ausgebildet sein, die Leistungsaufnahme der Leuchtmittel in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur zu begrenzen, sodass die gemessene Temperatur den vorgegebenen Vergleichswert nicht überschreitet. Alternativ oder zusätzlich können die Steuervorschriften auch Anweisungen zum automatischen Unterbrechen der Stromzufuhr zu den Leuchtmitteln in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerelektronik auch dazu ausgebildet sein, die Pumpe in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur zu steuern. Vorzugsweise wird die Pumpe intervallmässig betrieben, wobei das Verhältnis von Ein- und Ausschaltintervallen in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur angepasst wird. Alternativ kann die Pumpleistung z.B. auch durch Steuerung der Ansteuerspannung beeinflusst werden, die beispielsweise von der Steuerelektronik in einem Bereich von 0 V bis 15 V vorgegeben werden kann. Die Pumpe wird vorzugsweise im Normalbetrieb nur mit einem Teil der vollen Leistung betrieben. Wenn die Temperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, kann auch die Leistung der Pumpe erhöht werden. Die Pumpleistung kann vorzugsweise auch unabhängig von der gemessenen Temperatur periodisch z.B. in Intervallen von einer oder mehreren Stunden für kurze Dauer erhöht werden, um mögliche Luftblasen durch die Strömung der Kühlflüssigkeit in einen Hohlraum zu fördern, der als Expansionsvolumen dient.

[0015] Besonders vorteilhaft ist es, das Pumpengehäuse nicht ortsfest beim Leuchtenfuss anzuordnen, sondern in der Höhe verstellbar bzw. verschiebbar und in verschiedenen Höhen fixierbar zu lagern. Für diesen Zweck kann die am Leuchtenfuss befestigte Haltevorrichtung ein Führungsmittel, beispielsweise zwei Führungsprofile oder ein U-förmiges Führungsprofil, umfassen. Dadurch kann die Höhenlage des Leuchtmittels an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden. Das Pumpengehäuse ist wärmeleitend mit den Rohren des Kühlmittelkreislaufs und mit dem Führungsmittel verbunden. Zusätzlich zur direkten Wärmeabgabe der Rohre an die Umgebungsluft kann so auch Wärme über das Pumpengehäuse und über das Führungsmittel abgeführt werden.

[0016] Vorzugsweise umfasst der Kühlmittelkreislauf einen Flüssigkeitsspeicher mit einem Hohlraum, der nur teilweise mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist und als Expansionsbehälter für die Kühlflüssigkeit dient. Der Hohlraum kann beispielsweise als Teil des Pumpengehäuses oder angrenzend an das Pumpengehäuse ausgebildet sein. Der Hohlraum des Flüssigkeitsspeichers hat vorzugsweise ein Volumen von 1 dl bis 3 dl, beispielsweise etwa 2 dl. Ein Teil des Hohlraums, beispielsweise ein Drittel oder ein Viertel oder weniger, ist mit einem Gas, vorzugsweise mit Luft gefüllt. Zum Befüllen der Rohre, des Pumpengehäuses und eines Teils des Flüssigkeitsspeichers mit Kühlflüssigkeit umfasst das Kühlsystem eine dicht verschliessbare Öffnung. Diese ist vorzugsweise beim Pumpengehäuse oder beim Flüssigkeitsspeicher angeordnet. Die Öffnung ist vorzugsweise gross genug bemessen, sodass beim Einfüllen der Flüssigkeit gleichzeitig die verdrängte Luft aus dem System austreten kann. Alternativ kann der Flüssigkeitskreislauf einen Anschlussstutzen zum Befüllen mit Flüssigkeit unter Druck und ein separates, verschliessbares Entlüftungsventil umfassen.

[0017] Als Kühlmittel wird vorzugsweise Wasser mit einem Korrosions- und/oder Gefrierschutzmittel verwendet. Zusätzlich können dem Wasser weitere Zusatzstoffe zum Verhindern der Bildung von Algen und/oder Keimen beigemengt sein.

[0018] Anhand einiger Figuren werden zwei beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine erste Stehleuchte,

Fig. 2 eine zweite Stehleuchte,

Fig. 3 einen Längsschnitt der zweiten Stehleuchte im Bereich des Leuchtmittelhalters,

Fig. 4 einen Querschnitt der ersten Stehleuchte im Bereich des Leuchtmittelhalters,

Fig. 5 einen Querschnitt der ersten Stehleuchte mit einem weiteren Leuchtmittelhalter,

Fig. 6 einen aus einem Aluminiumprofil gefertigten Ständerabschnitt einer weiteren Stehleuchte,

Fig. 7 ein Detail einer Verbindungsstelle zweier Rohrabschnitte,

Fig. 8 einen Querschnitt der Stehleuchte aus Fig. 6 im Bereich des Leuchtmittelhalters,

Fig. 9 einen Querschnitt eines Ständers im Bereich eines Bedienelements,

Fig. 10 einen Leuchtmittelhalter mit einem schwenkbar gelagerten Leuchtmittel.

[0019] Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Stehleuchte 1. Sie umfasst einen Leuchtenfuss 3, einen Ständer 5 und einen Leuchtmittelhalter 7 mit einem Leuchtmittel 9. Der Ständer 5 umfasst ein U-förmig gebogenes Rohr aus Chromstahl oder Aluminium sowie dessen Haltevorrichtung 12. Der Aussendurchmesser des Rohrs liegt vorzugsweise im Bereich von 8 mm bis 20 mm, dessen Wandstärke im Bereich von 0.5 mm bis 3 mm. Das Rohr ist Teil des Kühlmittelkreislaufs einer Kühlvorrichtung, mit der Wärme vom Leuchtmittel 9 abgeführt wird. Entsprechend der durch Pfeile markierten Förderrichtung der Kühlflüssigkeit ist der eine Schenkel des Rohrs ein Fallrohr 11a, der andere Schenkel ein Steigrohr 11b. Beide Schenkel sind in ein Pumpengehäuse 13 hineingeführt. Das Pumpengehäuse 13 ist Teil der Haltevorrichtung 12. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise ein am Leuchtenfuss 3 nach oben ragendes Aluminiumprofil umfassen, an dem das Pumpengehäuse 13 vertikal verschiebbar und in unterschiedlichen Höhenlagen fixierbar ist.

[0020] Zumindest ein Bereich innerhalb des Pumpengehäuses 13 ist als Flüssigkeitsspeicher 17 ausgebildet, der zugleich die Funktion eines Expansionsbehälters hat. Unter dem Flüssigkeitsspeicher 17 ist eine Pumpe 15 angeordnet, die vorzugsweise geräuscharm arbeitet, einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Leistungsaufnahme von weniger als fünf Watt, vorzugsweise weniger als drei Watt aufweist. Die Ansaugöffnung 19 mündet im Boden des Flüssigkeitsspeichers 17. Das Steigrohr 11b ist direkt an die Austrittsöffnung der Pumpe 15 angeschlossen. Das Fallrohr 11a mündet etwas oberhalb des Bodens des Flüssigkeitsspeichers 17. Über eine mit einem Deckel dicht verschliessbare Füllöffnung 21 an der Oberseite des Flüssigkeitsspeichers 17 kann der Kühlmittelkreislauf mit Wasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit gefüllt werden. Vorzugsweise ist die Leistung der Pumpe 15 hoch genug, um einen grösseren Druck als den Druck einer Kühlmittelsäule der Höhe des Steigrohrs 11b zu erzeugen. Wird der Flüssigkeitsspeicher 17 bei leeren Rohren 11a, 11b mit Kühlflüssigkeit gefüllt und die Pumpe 15 mit voller Leistung angesteuert, so werden zuerst das Steigrohr 11b und anschliessend das Fallrohr 11a mit Kühlflüssigkeit gefüllt. Dabei wird die Luft aus den Rohren durch die Austrittsöffnung des Fallrohrs 11a in den Flüssigkeitsspeicher 17 verdrängt und sammelt sich dort im oberen Bereich des Flüssigkeitsspeichers 17 bzw. Expansionsbehälters. Alternativ kann die Stehleuchte 1 zum Befüllen mit Kühlflüssigkeit auch geneigt werden, sodass die Rohre 11a, 11b mit der Horizontalen einen Winkel zwischen 0° und beispielsweise 45°, vorzugsweise etwa 15° einschliessen. Die Rohre 11a, 11b können in dieser Lage bei einem geringeren Pumpendruck mit Kühlflüssigkeit gefüllt werden. Die Pumpe 15 kann demnach eine kleinere Pumpleistung und eine kleinere Baugrösse haben und verursacht im Betrieb auch weniger Geräusche.

[0021] Das Luftpolster im Flüssigkeitsspeicher kann beispielsweise weniger als ein Drittel des gesamten Volumens des Flüssigkeitsspeichers 17 beanspruchen. Es ist komprimierbar und ermöglicht thermisch bedingte Volumenänderungen der Kühlflüssigkeit. Anstelle eines hermetisch geschlossenen Systems kann der Flüssigkeitsspeicher 17 auch ein Druckausgleichventil (nicht dargestellt) umfassen, welches eine Angleichung des Luftdrucks innerhalb des Flüssigkeitsspeichers 17 an jenen ausserhalb ermöglicht.

[0022] Bei alternativen Ausführungsformen könnte der Flüssigkeitsspeicher 17 auch unabhängig vom Pumpengehäuse 13 an einer anderen Stelle des Kühlmittelkreislaufs angeordnet werden. Dies gilt auch für die Einfüllöffnung 21 und gegebenenfalls für eine zusätzliche Entlüftungsöffnung.

[0023] Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Stehleuchte 1 ist die Steuerelektronik 23 einschliesslich der Speisung, der Stellglieder für das oder die Leuchtmittel 9 und für die Pumpe 15 sowie der Bedienelemente (nicht dargestellt) in einem separaten Gehäuse auf dem Pumpengehäuse 13 aufliegend angeordnet und überdeckt in dieser Lage die Einfüllöffnung 21 am Pumpengehäuse 13. Alternativ können die Steuerelektronik 23 oder Teile davon auch an anderen Orten der Stehleuchte 1 angeordnet sein, beispielsweise unter dem Pumpengehäuse 17 oder der Pumpe 15, im Leuchtenfuss 3, am Ständer 5 zwischen dem Pumpengehäuse 17 und dem Leuchtmittelhalter 7 oder am Leuchtmittelhalter 7 selbst. In Fig. 1 sind symbolisch die Anschlussleitung 25a sowie weitere elektrische Verbindungsleitungen 25b zwischen Elementen der Stehleuchte 1 dargestellt. Solche elektrischen Leitungen 25a, 25b können wahlweise lose oder an Elementen der Stehleuchte 1 geführt angeordnet sein. Insbesondere können am Ständer 5 Kabelführungen (nicht dargestellt) zum verdeckten oder sichtbaren Anordnen elektrischer Verbindungsleitungen 25b ausgebildet sein. Solche Kabelführungen sind beispielsweise eine oder mehrere zwischen dem Fallrohr 11a und dem Steigrohr 11b angeordnete Halterungen mit einer Klemmvorrichtung zum Fixieren eines Kabels oder ein parallel zum Fallrohr 11a und zum Steigrohr 11b angeordnetes Führungsrohr.

[0024] Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Stehleuchte 1. Der Innendurchmesser des Fallrohrs 11a ist vorzugsweise 10 mm bis 20 mm grösser als der Aussendurchmesser des Steigrohrs 11b, welches koaxial im Inneren des Fallrohrs 11a angeordnet ist. Der Aussendurchmesser des Steigrohrs 11b liegt vorzugsweise im Bereich von 12 mm bis 20 mm.

[0025] Fig. 3 zeigt ein Detail der Stehleuchte 1 aus Fig. 2 im Bereich des Leuchtmittelhalters 7, der als im Querschnitt T-förmiger Kühlflansch ausgebildet ist und ein von der Unterseite her ausgenommenes Sackloch 27 umfasst. Dieses reicht bis in den Bereich der gegenüberliegenden horizontalen Montageplatte 31. An einem eingangsseitigen Abschnitt des Sacklochs 27 ist ein Innengewinde 29 ausgebildet. Der Leuchtmittelhalter 7 ist auf ein am oberen Ende des Fallrohrs 11a ausgebildetes Aussengewinde aufgeschraubt. Das obere Ende des Steigrohrs 11b ragt über das Ende des Fallrohrs 11a hinaus in das Sackloch 27 hinein. Die Mündung des Steigrohrs 11b liegt in geringem Abstand von etwa 10 bis 20 mm unterhalb des gewölbten Endes des Sacklochs 27. Diese kalottenartige Wölbung und die strömungsgünstige Führung der Kühlflüssigkeit ermöglichen die Förderung Kühlmittels bereits mit einer kleinen Pumpenleistung. Als Leuchtmittel 9 ist eine Platine 33 mit mehreren Leuchtdioden 35 an der ebenen Oberseite der Montageplatte 31 befestigt. Die Platine 33 umfasst eine ebene, vorzugsweise voll metallisierte Kontaktfläche, die auf der Oberseite der Montageplatte 31 aufliegt und z.B. mittels Schrauben, Federzungen oder mittels einer Fassung (nicht dargestellt) so an die Montageplatte 31 angepresst wird, dass eine gute Wärmeableitung möglich ist. Optional kann die Wärmeleitfähigkeit durch ein Wärmeleitmittel zusätzlich erhöht werden. Die Platine 33 kann beispielsweise eine Metallkernplatine, eine keramische Leiterplatine oder eine dünne FR4-Platine aus Epoxidharz mit Glasfasergewebe und mit metallischen Wärmebrücken umfassen. Selbstverständlich können als Leuchtmittel 9 auch LED-Module bzw. COB-LEDs (Chip on Board - LEDs) verwendet werden, bei denen eine Vielzahl kleiner Leuchtdioden auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sind.

[0026] Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt der ersten Stehleuchte 1 im Bereich des Leuchtmittelhalters 7. Dieser ist als Reflektor in Gestalt einer Metallplatte mit einem C-förmigen Querschnitt ausgebildet. Auf der Oberseite des Reflektors ist ein Modul bzw. eine Platine 33 mit Leuchtdioden befestigt. Das Steigrohr 11b und das Fallrohr 11a sind je in eine der beiden sich gegenüberliegenden konkav gekrümmten Aufnahmen bzw. Ausnehmungen 37 an der Innenseite des Leuchtmittelhalters 7 eingepresst. Der grösste Abstand L der sich gegenüberliegenden Ausnehmungen 37 ist gleich gross oder geringfügig kleiner als der entsprechende Abstand der angrenzenden Mantelflächen der Rohrabschnitte 11a, 11b im unbelasteten Zustand. Dieser Abstand wird im Wesentlichen durch die Abmessungen des Rohrbogens zwischen den beiden Rohrabschnitten 11a, 11b festgelegt. Der Innenradius der Ausnehmungen 37 ist gleich gross oder geringfügig kleiner als der Aussenradius der Rohrabschnitte 11a, 11b. Der Leuchtmittelhalter 7 kann an den Rohrabschnitten 11a, 11b kraftschlüssig befestigt werden, indem diese Rohrabschnitte 11a, 11b elastisch federnd gegeneinandergedrückt, in den Zwischenraum zwischen den Ausnehmungen 37 eingefügt und anschliessend wieder entlastet und in die Ausnehmungen 37 eingepresst werden. Dieser Presssitz ermöglicht eine gute Wärmeübertragung vom Leuchtmittelhalter 7 an das im Rohr zirkulierende Kühlmittel. Optional kann z.B. angrenzend bzw. in geringem Abstand zum Leuchtmittelhalter 7 ein Abstandhalter oder eine Verstrebung zwischen den Rohren 11a, 11b festgeklemmt werden (nicht dargestellt), um diese in der gewünschten Lage zu sichern.

[0027] Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Leuchtmittelhalters 7, der aus zwei zusammengeschraubten Leuchtmittelhaltern 7a, 7b gebildet wird, die je eine Platine 33 mit Leuchtdioden 35 an der Aussenseite umfassen, und an der Innenseite je zwei im Querschnitt halbkreisförmige Rinnen 39 zum Aufnehmen der Rohre 11a, 11b.

[0028] Das Steigrohr 11b und das Fallrohr 11a können im obersten Abschnitt unterhalb des Leuchtmittelhalters 7 so gebogen werden, dass der oberste Abschnitt mit dem Leuchtmittelträger 7 unter einem Winkel im Bereich von 0° bis 90° bezüglich der vertikalen Abschnitte des Steigrohrs 11 b und des Fallrohrs 11 a geneigt sind.

[0029] Fig. 6 zeigt einen Abschnitt einer Stehleuchte 1, deren Ständer 5 aus einem Aluminiumprofil gefertigt ist oder einen oder mehrere miteinander verbundene Abschnitte eines solchen Aluminiumprofils umfasst. Solche Aluminiumprofile können kostengünstig als Strangpressprofile hergestellt werden. Das Aluminiumprofil umfasst eine im Wesentlichen ebene Verbindungslatte 41, an der entlang der Längskanten parallel zueinander das Fallrohr 11a und das Steigrohr 11b angeformt sind. Der Leuchtmittelhalter 7 kann einstückig als Endabschnitt des Aluminiumprofils ausgebildet sein. Wie in

Fig. 6 dargestellt, kann das Aluminiumprofil im Bereich zwischen dem Leuchtmittelhalter 7 und dem vertikalen Bereich des Ständers 5 umgeformt bzw. umgebogen sein, sodass der Endbereich 41b der Verbindungslatte 41 und der vertikale Bereich 41a der Verbindungslatte 41 einen Winkel α einschliessen, der im Bereich von 0° bis 90° liegen kann. Alternativ können der Leuchtmittelhalter 7 und der vertikale Bereich des Ständers 5 auch separate Teile sein, die durch gebogene Rohrabschnitte des Fallrohrs 11a und des Steigrohrs 11b miteinander verbunden sind. Die oberen Enden des Fallrohrs 11a und des Steigrohrs 11b sind durch einen abschliessenden Rohrbogen 43 miteinander verbunden. Zum Verbinden von Abschnitten des Fallrohrs 11a und des Steigrohrs 11b sowie des Rohrbogens 43 mit dem Fallrohr 11a und dem Steigrohr 11b werden geeignete Fügetechniken eingesetzt. Aneinander angrenzende Rohrabschnitte können beispielsweise inein-andergesteckt und kraftschlüssig miteinander verbunden sein. Fig. 7 zeigt beispielhaft eine solche Verbindungsstelle als Detailquerschnitt. Beim Ende des einen Rohrabschnitts 12a ist der Innendurchmesser D1 auf einem Längenabschnitt L1 von beispielsweise 20 mm auf einen Wert D2 vergrössert. Beim angrenzenden anderen Rohrabschnitt 12b ist der Aus-sendurchmesser D1 auf zumindest näherungsweise den gleichen Wert D2 verkleinert. Die Enden der Rohrabschnitte 12a, 12b sind unter Kraftaufwand übereinandergeschoben und kraftschlüssig sowie flüssigkeitsdicht miteinander verbunden. Optional kann zur Sicherung bei der Verbindungsstelle im äusseren Teil der sich überlappenden Rohrabschnittsenden eine durchgehende Bohrung mit einem Innengewinde für eine Madenschraube vorgesehen sein. Optional können im Überlappungsbereich auch weitere Dichtelemente wie beispielsweise ein oder mehrere O-Ringe vorgesehen sein (nicht dargestellt). Selbstverständlich können zum Aufnehmen solcher zusätzlicher Dichtelemente geeignete Aussparungen wie beispielsweise umlaufende Nuten in der Berührungszone der beiden Rohrabschnitte 12a, 12b ausgebildet sein. Eine weitere Möglichkeit zum Verbinden von Rohrabschnittsenden besteht darin, bei diesen je ein Innengewinde auszubilden, in diese Innengewinde je eine Hülse mit einem Aussengewinde einzuschrauben, welche das jeweilige Rohrabschnittsende axial überragt und bei diesen überragenden Bereichen der Hülsen Aussengewinde mit gegenläufigem Drehsinn vorzusehen, damit diese mit einer Muffe mit Innengewinde zusammenzuschrauben (nicht dargestellt). Alternativ können Rohrabschnitte 12a, 12b auch in anderer Weise dicht miteinander verbunden sein, beispielsweise durch Fügetechniken wie Kleben oder Schweissen.

[0030] Fig. 8 zeigt einen Querschnitt eines Leuchtmittelhalters 7, bei dem die Oberfläche der Verbindungslatte 41b an der Oberseite Längsrippen 43 aufweist. An der planen Unterseite ist das Leuchtmittel 9 befestigt. In einem oder mehreren Zwischenräumen zwischen den als Kühlrippen wirkenden Längsrippen 43 können eine oder mehrere Steuer- und/oder Speiseleitungen 45 angeordnet sein. Fig. 9 zeigt schematisch den Querschnitt eines Ständers 5 im Bereich einer Bedientaste 47, die als Benutzerschnittstelle zum Steuern der Stehleuchte 1 genutzt werden kann. Beide Oberflächen der Verbindungslatte 41a sind im Wesentlichen eben. Zumindest auf einem Abschnitt im Bereich der Bedientaste ist eine Abdeckung 49 ausgebildet. Diese kann eine Öffnung für die Bedientaste 47 aufweisen. Die Abdeckung 47 kann beispielsweise eine elastisch federnde, rinnenartig geformte Platte aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff sein, deren Längsränder in je einer Haltenut im Grenzbereich zwischen der Verbindungslatte 41a und dem Steigrohr 11b bzw. dem Fallrohr 11a geklemmt gehalten ist. Die Leitungen 45 sind zwischen der Verbindungslatte 41a und der Abdeckung 49 geführt gehalten.

[0031] Fig. 10 zeigt schematisch ein Leuchtmittel 9, welches in einer Ausnehmung eines metallischen Gelenkkugelabschnitts 51 angeordnet ist. Der Gelenkkugelabschnitt 51 ist am Leuchtmittelhalter 7 in alle Richtungen schwenkbar gelagert, wobei der nutzbare Schwenkbereich z.B. durch Anschlagelemente am Leuchtmittelhalter 7 und/oder am Gelenkkugelabschnitt 51 begrenzt ist. Als Lager dient vorzugsweise eine Ausnehmung in der Verbindungslatte 41b, wobei zumindest ein Teil der Kontur dieser Ausnehmung an die Kugelform des Gelenkkugelabschnitts 51 angepasst ist, damit Wärme möglichst gut abgeleitet v/erden kann. Der lichte Durchmesser dieser Ausnehmung ist etwas kleiner als der Aussendurch-messer des Gelenkkugelabschnitts 51. Das Drehzentrum des Gelenkkugelabschnitts liegt vorzugsweise in der Mitte oder oberhalb der Mitte der Verbindungslatte 41 b. Zusätzlich zur eigenen Gewichtskraft wird der Gelenkkugelabschnitt 51 durch Federkraft gegen den die Ausnehmung begrenzenden Rand der Verbindungslatte 41 gedrückt. Für diesen Zweck kann beispielsweise eine Blattfeder 53 vorgesehen sein, die an der Oberseite der Verbindungslatte 41 befestigt ist und auf den Gelenkkugelabschnitt 51 drückt. Selbstverständlich kann ein Leuchtmittel 9 auch in anderer Weise schwenkbar und/oder verschiebbar bzw. allgemein bewegbar am Leuchtmittelhalter 7 gehalten sein, wobei die gute Ableitung von Wärme durch ausreichend grosse Kontaktflächen sichergestellt wird.

Legende der Bezugszeichen [0032] 1 Stehleuchte 3 Leuchtenfuss 5 Ständer 7, 7a, 7b Leuchtmittelhalter 9 Leuchtmittel 11a Fallrohr

Claims (10)

11b Steigrohr 12a, 12b Rohrabschnitte 12 Haltevorrichtung 13 Pumpengehäuse 15 Pumpe 17 Flüssigkeitsspeicher 19 Ansaugöffnung 21 Füllöffnung 23 Steuerelektronik 25a Anschlussleitung 25b Verbindungsleitung 27 Sackloch 29 Innengewinde 31 Montageplatte 33 Platine 35 Leuchtdioden 37 Ausnehmungen 39 Rinnen 41,41a, 41b Verbindungslatte 43 Längsrippen 45 Speise- und/oder Signalleitungen 47 Bedientaste 49 Abdeckung 51 Gelenkkugelabschnitt Patentansprüche

1. Stehleuchte (1) mit einer Kühlvorrichtung, umfassend einen Leuchtenfuss (3), einen am Leuchtenfuss (3) nach oben ragenden Ständer (5) und einen mit dem Ständer (5) verbundenen Leuchtmittelhalter (7) mit mindestens einem Leuchtmittel (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (5) ein Fallrohr (11a) und ein Steigrohr (11b) umfasst, welche miteinander zu einem geschlossenen Kreislauf für ein flüssiges Kühlmittel verbunden sind, und dass im unteren Verbindungsbereich zwischen dem Fallrohr (11a) und dem Steigrohr (11b) eine Pumpe (15) zum Fördern des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf angeordnet ist.

2. Stehleuchte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtmittelhalter (7) mindestens ein Verbindungselement aus Metall umfasst, und dass das Leuchtmittel (9) mit diesem Verbindungselement wärmeleitend am Fallrohr (11 a) und/oder am Steigrohr (11 b) befestigt ist.

3. Stehleuchte (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fallrohr (11a) und das Steigrohr (11b) einstückig aus einem U-förmig gebogenen Metallrohr gefertigt sind, dass das bzw. die Verbindungselemente Ausnehmungen (37) bzw. Rinnen (39) umfassen, die an die Form des Fallrohrs (11a) und/oder an die Form des Steigrohrs (11b) angepasst sind, und dass das Fallrohr (11a) und/oder das Steigrohr (11b) im Bereich dieser Ausnehmungen (37) bzw. Rinnen (39) kraftschlüssig mit dem Leuchtmittelhalter (7) bzw. mit den Leuchtmittelhaltern (7a, 7b) verbunden sind.

4. Stehleuchte (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (9) mindestens eine Platine (33) mit mehreren Leuchtdioden (35) umfasst, und dass diese Platine (33) zwischen dem Fallrohr (11 a) und dem Steigrohr (11b) wärmeleitend mit dem Leuchtmittelhalter (7, 7a, 7b) verbunden und an diesem befestigt ist.

5. Stehleuchte (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Fallrohrs (11a) grösser ist als der Aussendurchmesser des Steigrohrs (11b), dass das Fallrohr (11a) das Steigrohr (11b) koaxial ummantelt, wobei das Steigrohr (11b) das obere Ende des Fallrohrs (11a) überragt, dass im Leuchtmittelhalter (7) ein Sackloch (27) mit einem konvex gewölbten Ende ausgebildet ist, und dass das obere Ende des Fallrohrs (11b) in dieses Sackloch (27) mündet und dicht mit dem Leuchtmittelhalter (7) verbunden ist, derart, dass das Steigrohr (11 b) in geringem Abstand zum Ende des Sacklochs (27) mündet.

6. Stehleuchte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (15) unten an einem Pumpengehäuse (17) angeordnet ist, und dass die unteren Enden des Fallrohrs (11a) und des Steigrohrs (11b) in das Pumpengehäuse (17) hineingeführt sind.

7. Stehleuchte (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (17) eine dichtverschliessbare Füllöffnung (21) zum Befüllen des Kühlmittelkreislaufs mit einem flüssigen Kühlmittel umfasst.

8. Stehleuchte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Leuchtenfuss (3) eine Haltevorrichtung (12) mit nach oben ragenden Haltemitteln befestigt ist, und dass die Einheit aus Pumpengehäuse (17), Pumpe (15), Fall- und Steigrohr (11a, 11b) Leuchtmittelhalter (7) und Leuchtmittel (9) vertikal verschiebbar an diesen Haltemitteln gelagert und in unterschiedlichen Höhenlagen fixierbar ist.

9. Stehleuchte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (9) und die Pumpe (15) von einer Steuerelektronik (23) kontrollierbar sind, und dass ein Temperatursensor, dessen Messgrösse von der Temperatur des Leuchtmittels (9) abhängig ist, wirkungsmässig mit der Steuerelektronik (23) verbunden ist.

10. Verfahren zum Kühlen eines Leuchtmittels (9) bei einer Stehleuchte (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (23) die Leistung der Pumpe (15), welche das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf fördert, und die Leistung des Leuchtmittels (9) in Abhängigkeit der vom Temperatursensor erfassten Messgrösse steuert.