DE102004019137A1 - Leuchtenfeld - Google Patents
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Abstract
Die
Erfindung betrifft ein Leuchtenfeld, insbesondere für die Innenraumbeleuchtung,
mit einer Mehrzahl von in einem bestimmten Abstand zueinander angeordneten
Leuchtdioden 50, einem Tragelement, auf dem die Leuchtdioden 50
angeordnet sind, und einem in Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden
50 angeordneten Reflektorkörper,
der mehrere miteinander verbundene Einzelreflektoren 22 für die Leuchtdioden
50 aufweist. Um ein derartiges Leuchtenfeld auch für moderne
Leuchtdioden mit hoher Leistung einzusetzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dass der Reflektorkörper
als ein aus Metallblech bestehendes Raster 20 ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Leuchtenfeld, insbesondere für die Innenraumbeleuchtung, mit einer Mehrzahl von in einem Abstand zueinander angeordneten Leuchtdioden, einem Tragelement, auf dem die Leuchtdioden angeordnet sind und einem in Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden angeordneten Reflektorkörper, der mehrere miteinander verbundene Einzelreflektoren für die Leuchtdioden aufweist.
- Ein derartiges Leuchtenfeld ist beispielsweise aus der
DE 201 16 022 bekannt. Das in dieser Druckschrift offenbarte Leuchtenfeld zur Beleuchtung von Räumen besteht aus einer Vielzahl von Leuchtdioden, die auf einer als Trägerplatine ausgebildeten Tragelement angeordnet sind, und einem Reflektorkörper, der in Abstrahlrichtung vor der Trägerplatine und den Leuchtdioden angeordnet ist, um das von den Leuchtdioden emittierte Licht zu bündeln. Der in derDE 201 16 022 offenbarte Reflektorkörper besteht aus einem einstückigen Spritzgussteil mit mehreren kanalartigen Einzelreflektoren. Diese Einzelreflektoren sind vorzugsweise mit Aluminium bedampft, um einen entsprechenden Reflektionsgrad zu erzielen. Daneben sind transparente, lichtbündelnde Optiken aus Kunststoff bekannt, die in Verbindung mit bekannten Leuchtenfeldern als Reflektorkörper eingesetzt werden. - Bekannte Reflektorkörper sind als Kunststoffelemente ausgebildet, die eine geringe Temperaturbeständigkeit aufweisen und zudem eine hohe Isolationswirkung haben. Diese Isolationswirkung kann bei Leuchtdioden mit einer größeren Leistung zu einem Wärmestau und mithin zu Defekten führen.
- Ferner sind aus der WO 99/41 785 Lichtpaneele bekannt, die aus mehreren rasterartig auf einem Tragelement angeordneten Leuchtdioden bestehen. Die Leuchtdioden dieser Lichtpaneele weisen für eine gleichmäßige und ausreichende Innenraumbeleuchtung zu geringe Leistungen auf. Um eine für Beleuchtungszwecke ausreichende Leuchtstärke zu erhalten, müssten die einzelnen Leuchtdioden so dicht auf den Lichtpaneelen angeordnet werden, dass nicht jede Leuchtdiode mit einem Einzelreflektor ausgestattet werden könnte.
- Die jüngste Entwicklung hat Leuchtdioden mit einer größeren Leistung von 3–5 Watt mit einer wesentlich höheren Lichtausbeute hervorgebracht. Diese Leuchtdioden erzeugen jedoch gleichzeitig eine erheblich höhere Wärmeleistung. Grundsätzlich ist es wünschenswert, herkömmliche Leuchtmittel wie Leuchtstoffröhren, durch diese Leuchtdioden mit größerer Wattage zu ersetzen, da diese wesentlich effizienter als herkömmliche Leuchtmittel sind und eine deutlich größere Lebensdauer aufweisen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Leuchtenfeld derart weiterzuentwickeln, dass dieses auch mit Leuchtdioden mit einer größeren Wattage verwendbar ist.
- Diese Aufgabe wird bei einem Leuchtenfeld der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Reflektorkörper als ein aus Metallblech bestehendes Raster ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Raster hat die Funktion, das von den Leuchtdioden flächig emittierte Licht auf einer bestimmten Fläche gleichmäßig zu verteilen und eine Blendungsbegrenzung vorzunehmen. Aufgrund der Wärmbeständigkeit und der wärmeleitenden Eigenschaften des Metallblechrasters können Leuchtdioden mit entsprechend hoher Wattage problemlos eingesetzt werden.
- Wenn das erfindungsgemäße Raster offen ausgebildet ist, also in Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden keine Abschirmung oder Platte angeordnet ist, kühlt die kontinuierliche Luftkonvektion die Leuchtdioden zur Vermeidung eines Wärmestaus. Diese Ausführungsform wird vorzugsweise bei Leuchtdioden mit einer besonders hohen Leistung verwirklicht. Die Wärmeleitfähigkeit des Metallblechrasters ist aber auch ausreichend, um die entstehende Wärme abzuführen, wenn an dem Raster vor den Leuchtdioden Linsen oder Glasplatten angeordnet sind.
- Vorzugsweise ist das Metallblech des Rasters voreloxiert und das Raster ist mehrstückig ausgebildet. Vorzugsweise wird voreloxiertes Aluminium eingesetzt, das hochreflektierend ist und einen Reflektionsgrad von 95 Prozent aufweist. Da derartige voreloxierte Metallbleche eine sehr harte, fast keramische Oberfläche aufweisen, können diese nur beschränkt mechanisch bearbeitet werden, ohne die Reflektionseigenschaften der Oberfläche zu beschädigen. So sind diese Materialien nur begrenzt tiefziehbar, ohne dass es zu Mikrorissen in der Oberfläche und damit zur Zerstörung der lichttechnischen Eigenschaften kommt. Aus diesem Grund ist das Raster bei der Verwendung von voreloxierten Metallblechen mehrstückig aufgebaut, um derartige Beschädigungen der reflektierenden Oberfläche zu vermeiden. Beispielsweise können die Einzelreflektorflächen aus mehreren Einzelplatten bestehen, die durch Laschen miteinander verbunden sind.
- Durch die erfindungsgemäße mehrteilige Ausführung des Reflektors lässt sich somit auch mit voreloxierten Metallblechen jede beliebige Geometrie der Einzelreflektorflächen ohne Beschädigung der Reflektionsflächen realisieren.
- Wenn die Einzelreflektorflächen als Pyramidenstümpfe ausgebil det sind, können beispielsweise jeweils zwei gegenüberliegende Reflektorflächen einstückig an dem Raster ausgebildet sein und die angrenzenden, sich ebenfalls gegenüberliegenden Reflektorflächen sind als getrennte Teile an diesen Laschen befestigt.
- In einer Weiterentwicklung kann vorgesehen sein, dass an dem Raster ein Teil eines Rasterverschlusses einstückig angeformt ist, um dieses einfach mit einem Leuchtengehäuse verbinden zu können. Dieses Teil des Rasterverschlusses kann beispielsweise als eine einstückig angeformte Rastlasche mit einem Rasthaken umfassen. In einer alternativen Ausbildung kann diese Lasche einen Hinterschnitt aufweisen.
- Vorteilhafterweise ist das Tragelement des Leuchtenfeldes als Kühlkörper ausgebildet. Die Leuchtdioden sind mithin rasterartig auf dem als Kühlkörper dienenden Tragelement angeordnet und können zusammen mit diesem in bekannten Leuchtengehäusen angeordnet werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht es damit erstmalig, Leuchtenfelder mit Leuchtdioden hoher Wattage nachträglich in bestehenden Leuchtengehäusen anzuordnen, diese also umzurüsten. Der Kühlkörper führt dabei die an den einzelnen Leuchtdioden entstehende Wärme wirksam ab.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. In diesen zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Leuchtenfeldes; -
2 eine Ansicht von unten des Leuchtenfeldes gemäß1 ; -
3 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Rasters; und -
4 einen vergrößerten Ausschnitt entlang der Linie IV- IV gemäß2 . - Demnach besteht das erfindungsgemäße Leuchtenfeld im Wesentlichen aus einem in eine abgehängte Decke einlassbaren, quadratischen Rahmen
10 , in dessen Öffnung ein ebenfalls quadratisches Metallblechraster20 eingesetzt ist, und einem an dem Rahmen10 befestigten Kühlkörper40 , an dessen Unterseite mehrere Leuchtdioden50 rasterartig angeordnet sind. An der Oberseite des Rahmens10 ist in bekannter Weise ein brückenartiger Montagebügel30 zur Befestigung an der Decke vorgesehen. - Das erfindungsgemäße Raster weist insgesamt
16 rasterartig angeordnete Einzelreflektoren22 auf, die jeweils die Geometrie eines Pyramidenstumpfes aufweisen. Wie insbesondere aus der3 zu entnehmen ist, besteht das Raster20 aus einem Metallblechprofil aus voreloxiertem Aluminium mit quadratischer Grundfläche. - Zur Ausbildung der Einzelreflektoren
22 sind aus dem Metallblechprofil pyramidenstumpfförmige Reflektorflächen24 ausgestanzt und aus der Ebene des Rasters20 nach oben gebogen. Die Reflektorflächen24 weisen an den schräg verlaufenden Außenkanten im Abstand zueinander jeweils zwei Befestigungslaschen26 auf. Auf diese Befestigungslaschen26 werden zur Bildung der vollständigen Einzelreflektoren22 ebenfalls pyramidenstumpfförmige Teilreflektoren28 aufgesetzt, die entsprechende Öffnungen für diese Befestigungslaschen26 aufweisen. Durch umbiegen der Befestigungslaschen26 werden die getrennten Teilreflektoren28 an dem Raster20 zur Bildung der Einzelreflektoren22 fixiert. Dieser „mehrstückige" Aufbau des Rasters20 ermöglicht den Einsatz von voreloxierten Metallblechen zur Ausbildung beliebiger Geometrien der Einzelreflektoren, ohne dass die reflektierende Oberfläche beim Tiefziehen oder dergleichen beschädigt wird. - Der Kühlkörper
40 ist an seiner Oberseite mit mehreren parallel verlaufenden Kühlrippen42 versehen und an seiner Unterseite mit einer planen Montagefläche44 versehen. Auf dieser Montagefläche44 sind entsprechend der Einzelreflektoren22 des Rasters20 Leuchtdioden50 mit hoher Wattage so im Abstand zueinander angeordnet, dass in Einbaulage jeweils eine Leuchtdiode50 in eine obere Öffnung29 der Einzelreflektoren22 hineinragt. Somit ist in Einbaulage jedem Einzelreflektor22 eine entsprechende Leuchtdiode50 zugeordnet. - Anstelle der einzelnen Leuchtdioden
50 , die regelmäßig beabstandet zueinander auf der Montagefläche44 angeordnet sind, können auch mehrere Leuchtdioden auf einem diese verbindenden Substrat angeordnet sein, das dann an der Montagefläche44 des Kühlkörpers befestigt ist. - Jeweils in den Ecken des Rasters
20 sind an den in Einbaulage außenseitigen Teilreflektoren28 L-förmige Rasterlasche60 angeformt. Diese Rasterlaschen bestehen aus einem zunächst vom oberen Ende des Teilreflektors28 sich vertikal nach oben erstreckenden Abschnitt, der dann nach einer 90 Grad Biegung in einen nach außen ragenden Horizontalabschnitt62 übergeht und danach nach einer nochmaligen 90 Grad Biegung nach oben in einen längeren, zweiten Vertikalabschnitt64 übergeht, der an seinem oberseitigen Ende einen Rastvorsprung66 aufweist. Diese federnde Rasterlasche60 hintergreift in Einbaulage eine korrespondierend ausgebildete Rasterlasche80 mit einem Rastvorsprung82 , um das Raster20 an dem Rahmen10 bzw. an dem Kühlkörper40 zu fixieren. - Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf pyramidenstumpfförmige Einzelreflektoren beschränkt ist, sondern in gleicher Weise für Einzelreflektoren mit anderer Geometrie verwendbar ist.
- Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Leuchtenfeld lässt sich die Beleuchtung eines Raumes mit 100 – 300 LUX Leuchtstärke re alisieren. Erfindungsgemäß lassen sich auch andere Rasterteilungen als die erwähnte 4 X 4 Rasterung realisieren. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Blechrasters mit einem als Träger für die Leuchtdioden dienenden Kühlkörper können zudem bestehende Leuchten mit herkömmlichen Leuchtmitteln auf den Betrieb mit Leuchtdioden umgerüstet werden. Zu diesem Zweck muss lediglich die aus dem Reflektor, dem Kühlkörper und den Leuchtdioden bestehende Einheit in eine Leuchte eingesetzt werden.
- Das erfindungsgemäße Metallblechraster zeichnet sich im Vergleich zu den Kunststoffrastern durch eine hohe Wärmebeständigkeit und gute Wärmeableitung aus und unterstützt somit die Wärmeabfuhr auch bei extremer Temperaturentwicklung von Leuchtdioden mit hoher Leistung. Die Teilreflektoren des Rasters schirmen zum einen die Dioden ab und bündeln andererseits das Licht aufgrund der hohen Reflektionswirkung des verwendeten Materials.
-
- 10
- Rahmen
- 20
- Raster
- 22
- Einzelreflektor
- 24
- Reflektorflächen
- 26
- Befestigungslasche
- 28
- Teilreflektoren
- 29
- Öffnung
- 30
- Montagebügel
- 40
- Kühlkörper
- 42
- Kühlrippe
- 44
- Montagefläche
- 50
- Leuchtdiode
- 60
- Rasterlasche
- 62
- Horizontalabschnitt
- 64
- zweiter Vertikalabschnitt
- 66
- Rastvorsprung
- 80
- Rastlasche
- 82
- Rastvorsprung
Claims (6)
- Leuchtenfeld, insbesondere für die Innenraumbeleuchtung, mit einer Mehrzahl von in einem bestimmten Abstand zueinander angeordneten Leuchtdioden (
50 ), einem Tragelement (40 ), auf dem die Leuchtdioden (50 ) angeordnet sind und einem in Abstrahlrichtung vor den Leuchtdioden (50 ) angeordneten Reflektorkörper, der mehrere miteinander verbundene Einzelreflektoren (22 ) für die Leuchtdioden (50 ) aufweist, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass der Reflektorkörper (20 ) als ein aus Metallblech bestehendes Raster (20 ) ausgebildet ist. - Leuchtenfeld nach Anspruch 1, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass das dass Metallblech voreloxiert ist und das Raster (
20 ) mehrstückig ausgebildet ist. - Leuchtenfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass die Einzelreflektoren (
22 ) als Pyramidenstümpfe ausgebildet sind. - Leuchtenfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass an dem Raster (
20 ) ein Teil eines Rasterverschlusses einstückig angeformt ist. - Leuchtenfeld nach Anspruch 4, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass der Teil eine an dem Raster angeformte Rastlasche (
60 ) aufweist. - Leuchtenfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, dass das Tragelement als Kühlkörper (
40 ) ausgebildet ist.
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