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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere eine Decken- oder Wandleuchte
mit einem Leuchtmittel und einem Lichtabgabeelement zur Abgabe eines
von dem Leuchtmittel emittierten Lichts in einen Außenbereich
der Leuchte, wobei das Lichtabgabeelement einen Bereich aufweist,
der aus einem transparenten Material besteht und im Wesentlichen
hohlellipsoidförmig, insbesondere hohlkugelförmig
ausgebildet ist.
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Eine
derartige Leuchte ist aus dem Stand der Technik bspw. in Form einer
Deckenleuchte bekannt, welche ein im Wesentlichen hohlkugelförmiges Lichtabgabeelement
aufweist. Über die Hohlkugel wird dann das Licht der im
Zentrum angeordneten Lichtquelle in alle Richtungen abgestrahlt,
so dass die Richtungsabhängigkeit des mit der bekannten Leuchte
abgestrahlten Lichts vergleichsweise schwach ist. Dementsprechend
ist es bei einer derartigen Leuchte verhältnismäßig
schwer bzw. praktisch unmöglich, ansprechende lichttechnische
Effekte zu erzielen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde,
eine gattungsgemäße Leuchte derart weiterzuentwickeln,
dass die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.
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Die
Aufgabe wird durch eine Leuchte mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche 1 oder 3 sowie durch ein Lichtabgabeelement gemäß Anspruch
13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf dem Gedanken,
das Lichtabgabeelement in spezieller Weise zu gestalten. Hierbei
ist insbesondere vorgesehen, dass dieses einen aus einem transparenten
Material bestehenden Bereich aufweist, der als Hohlellipsoid, insbesondere
als Hohlkugel ausgebildet ist, wobei die Wandstärke des
Hohlellipsoids bzw. der Hohlkugel in einem dem Leuchtmittel zugewandten
Bereich vergrößert ist.
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Gemäß diesem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dementsprechend eine
Leuchte, insbesondere eine Decken- oder Wandleuchte vorgeschlagen,
welche ein Leuchtmittel sowie ein Lichtabgabeelement zur Abgabe
eines von dem Leuchtmittel emittierten Lichts in einen Außenbereich der
Leuchte aufweist, wobei das Lichtabgabeelement einen Bereich aufweist,
der aus einem transparenten Material besteht und im Wesentlichen
hohlellipsoidförmig, insbesondere hohlkugelförmig
ausgebildet ist, und wobei erfindungsgemäß die
Wandstärke des Hohlellipsoids in einem dem Leuchtmittel
zugewandten Bereich vergrößert ist.
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Durch
diese spezielle Ausgestaltung des Hohlellipsoids mit der vergrößerten
Wandstärke im Bereich des Leuchtmittels werden gleichzeitig
verschiedene Effekte erzielt. So führt die Verdickung zunächst
zu einer verstärkten Refraktion des Lichts im Wand- oder
Deckenbereich. Diese Refraktion hat zum einen einen optisch sichtbaren
visuellen Effekt, da durch die starke Krümmung der Lichtstrahlen
in diesem Bereich eine Art optische Täuschung erzielt wird.
Die Decke oder Wand scheint sich hier ein wenig einzuwölben.
Ferner hat die starke Refraktion auch zur Folge, dass unter flachen
Winkeln eine gewisse Entblendung des von der Leuchte abgegebenen
Lichts stattfindet. Schließlich wird auch die Aufhellung
der Decke durch die Refraktion des Lichts in diesem Bereich ermöglicht.
Das heißt, die erfindungsgemäße Maßnahme
der Vergrößerung der Wandstärke des Hohlellipsoids
in dem dem Leuchtmittel zugewandten Bereich zieht mehrere vorteilhafte
Effekte nach sich.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht auf dem Gedanken,
wiederum als Lichtabgabeelement ein Element einzusetzen, welches
einen Bereich aufweist, der hohlellipsoidförmig oder hohlkugelförmig
und transparent ausgebildet ist. Während bei bislang bekannten
Leuchten vorgesehen war, das Leuchtmittel im Wesentlichen im Zentrum
des Hohlkörpers anzuordnen, ist nunmehr allerdings erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Leuchtmittel außerhalb des als Hohlellipsoid ausgebildeten
Bereichs angeordnet ist und das Licht in diesen einstrahlt.
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Gemäß diesem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dementsprechend eine Leuchte,
insbesondere eine Decken- oder Wandleuchte vorgeschlagen, welche
ein Leuchtmittel sowie ein Lichtabgabeelement zur Abgabe eines von dem
Leuchtmittel emittierten Lichts in einen Außenbereich der
Leuchte aufweist, wobei das Lichtabgabeelement einen Bereich aufweist,
der aus einem transparenten Material besteht und im Wesentlichen hohlellipsoidförmig,
insbesondere hohlkugelförmig ausgebildet ist, und wobei
erfindungsgemäß das Leuchtmittel außerhalb
des als Hohlellipsoid ausgebildeten Bereichs angeordnet ist.
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Die
spezielle Anordnung des Leuchtmittels im Bezug auf das Lichtabgabeelement
hat zur Folge, dass die Lichtabgabe positiv beeinflusst werden kann.
Es wird insgesamt eine angenehmere Lichtabstrahlcharakteristik erzielt.
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Dabei
kann gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass der als Hohlellipsoid
ausgebildete Bereich des Lichtabgabeelements eine Öffnung
aufweist, über welche das von dem Leuchtmittel abgegebene
Licht in den Hohlellipsoid einstrahlt. Insbesondere kann das Lichtabgabeelement
einen sich an die Öffnung des Hohlellipsoids anschließenden
zylinderartigen Bereich aufweisen, an dessen Ende das Leuchtmittel
angeordnet ist.
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Dem
Leuchtmittel selbst ist vorzugsweise ein topfartig ausgebildeter
Reflektor zugeordnet, dessen Zentralachse mit der Zentralachse des
Hohlellipsoids zusammenfällt. Dabei kann insbesondere vorgesehen
sein, dass sich der Reflektor unmittelbar an den zuvor genannten
zylinderartigen Bereich des Lichtabgabeelements anschließt.
Hierdurch wird eine effiziente Lichteinkopplung in das Lichtabgabeelement
erzielt. Wird zusätzlich in der Lichtaustrittsöffnung
des Reflektors ein lichtstreuendes Element eingesetzt, insbesondere
eine Streuscheibe, so kann ferner eine gute Lichtmischung sowie
eine besonders effiziente und gleichmäßige Lichtabstrahlung über das
Lichtabgabeelement erzielt werden.
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Bei
dem Leuchtmittel handelt es sich vorzugsweise um zumindest eine
LED, insbesondere um mehrere LEDs, welche die Möglichkeit
eröffnen, Mischfarben einer gewünschten Farbe
bzw. einer gewünschten Farbtemperatur zu erzielen.
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Das
Lichtabgabeelement selbst besteht vorzugsweise aus einem transparenten
Kunststoff, insbesondere aus Polykarbonat, wobei dann die Wandstärke
des Hohlellipsoids in dem dem Leuchtmittel zugewandten Bereich bei
etwa 30 mm liegt.
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Nachliegend
soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert werden. Es zeigen:
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1 und 2 verschiedene
perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen
Leuchte;
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3 eine
seitliche Ansicht der in einer Decke eingebauten Leuchte;
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4 eine
Draufsicht auf die Leuchte;
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5 den
bei der erfindungsgemäßen Leuchte zum Einsatz
kommenden LED-Strahler in Explosionsdarstellung;
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6 die
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lichtabgabeelements;
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7a bis 7c einzelne
Schritte zum Zusammenfügen der erfindungsgemäßen
Leuchte;
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8a und 8b eine
erste Variante zum Betreiben der Leuchte in einem Netzwerk;
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9a und 9b eine
zweite Variante zum Betreiben der erfindungsgemäßen
Leuchte;
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10 eine
Möglichkeit zum externen Ansteuern eines mehrere erfindungsgemäße
Leuchten aufweisenden Netzwerks;
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11a und 11b den
Betrieb eines größeren Beleuchtungssystems mit
einer Vielzahl erfindungsgemäßer Leuchten einerseits
in einem Normalzustand und andererseits in einem Notfallbetrieb
und
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12a und 12b alternative
Möglichkeiten zum Betreiben des Beleuchtungssystems.
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Anhand
der 1 bis 6 sollen zunächst der
grundsätzliche Aufbau und die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Leuchte erläutert werden. Die Leuchte ist in den Figuren
allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Leuchte 1 handelt
es sich genau genommen um eine Kombination bestehend aus einem LED-Strahler 10 und
einem davor angeordneten transparenten Lichtabgabeelement 20 zur
Abgabe des von dem LED-Strahler 10 emittierten Lichts.
Beide Elemente sind miteinander über ein topfförmiges
Montagegehäuse bzw. Deckeneinbaugehäuse 5 verbunden,
mit dessen Hilfe die Montage an einer Decke oder Wand erfolgt.
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Der
LED-Strahler 10, dessen Ausgestaltung näher in 5 dargestellt
ist, ist dabei im montierten Zustand am Boden des topfförmigen
Deckeneinbaugehäuses 5 angeordnet. Wie näher 3 entnommen
werden kann, ist das Deckeneinbaugehäuse 5 im
montierten Zustand der Leuchte 1 in einer Öffnung 2 einer
Decke 3 oder Wand angeordnet. Die Befestigung des Deckeneinbaugehäuses 5 an
der Decke 3 erfolgt über mehrere Befestigungswinkel 6,
welche einerseits mit dem Deckeneinbaugehäuse 5 und
andererseits mit der Decke 3 verschraubt sind. Durch Wahl
von Befestigungswinkeln 6 geeigneter Größe kann
die Montage an unterschiedliche Deckenstärken angepasst werden,
derart, dass die Unterseite des Deckeneinbaugehäuses 5 bündig
zur Unterseite der Decke 3 ausgerichtet ist. Ferner sind
mehrere Schrauben 7 von außen in das Deckeneinbaugehäuse 5 eingeschraubt,
durch welche – wie später erläutert – eine
einfach Befestigung des Lichtabgabeelements 20 mit Hilfe
einer Bajonettverriegelung erzielt wird.
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Am
Boden des Deckeneinbaugehäuses 5 ist wie erwähnt
der LED-Strahler 10 angeordnet, dessen Licht über
das Lichtabgabeelement 20 in den Außenbereich
der Leuchte abgegeben werden soll. Entsprechend der Darstellung
von 5 weist der LED-Strahler 10 zunächst
ein zylinderförmiges Gehäuse 11 auf,
an dessen Vorderseite ein Montageflansch 12 ausgebildet
ist, mit dessen Hilfe eine Befestigung an dem Deckeneinbaugehäuse 5 insbesondere
mittels Verschrauben ermöglicht ist. Innerhalb des Gehäuses 11 ist
die Lichtquelle angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch ein LED-Modul 13 gebildet ist. Das LED-Modul 13 weist vorzugsweise
mehrere LEDs 13a auf, welche jeweils Licht unterschiedlicher
Farbe emittieren, so dass durch eine entsprechende Anpassung der
individuellen Helligkeit der LEDs 13a die Möglichkeit
eröffnet wird, Licht einer beliebigen Mischfarbe zu erzeugen. Insbesondere
soll dabei die Möglichkeit bestehen, Weißlicht
einer gewünschten Farbtemperatur in einem Bereich von 2.700
K bis 6.500 K zu emittieren. Die im Betrieb von den LEDs 13a erzeugte
Wärme wird mit Hilfe eines an der Rückseite befindlichen Kühlkörpers 14 abgeführt.
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Um
ferner eine möglichst homogene Lichteinkopplung in das
Lichtabgabeelement 20 zu erzielen, ist ferner dem LED-Modul 13 ein
topfartiger Reflektor 15 zugeordnet, der ebenfalls innerhalb
des Gehäuses 11 angeordnet ist und an dessen Vorderseite
eine kreisförmige Streuscheibe 15 angeordnet ist.
Die Form des Reflektors 15 ist derart, dass das von dem
LED-Modul 13 emittierte Licht möglichst gleichmäßig,
homogen und parallel in das Lichtabgabeelement 20 eingestrahlt
wird, mit Hilfe der Streuscheibe 16 das Vermischen der
einzelnen Farben zu der gewünschten Mischfarbe verbessert.
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Die
nähere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Lichtabgabeelements 20 kann 6 entnommen
werden. Bevor die besonderen optischen Eigenschaften des Lichtabgabeelements 20 erläutert
werden, soll zunächst dessen weiterer Aufbau hinsichtlich
der Befestigung an dem Deckeneinbaugehäuse 5 erläutert
werden. Hierfür sind verschiedene Komponenten vorgesehen,
welche der Explosionsdarstellung in 6 entnommen
werden können. Es handelt sich hierbei um einen Decken-Formring 21,
der an der Oberseite einer transparenten Hohlkugel 30 angeordnet
ist. Mit Hilfe eines Dichtungsrings 22 sowie eines Halterings 23 wird
schließlich eine Befestigung der Hohlkugel 30 an
einem Bajonettring 24 erzielt. Dieser weist an seinem Außenumfang
Führungsnuten 25 auf, in welche die zuvor erwähnten Bajonettschrauben 7 beim
Zusammenfügen der Leuchte 1 eingreifen. Auf diesem
Wege wird nicht nur eine zuverlässige mechanische Befestigung
des Lichtabgabeelements 20 an dem Deckeneinbaugehäuse 5 sondern
auch eine Abdichtung erzielt. Da hierdurch einerseits das Eindringen
von Schmutzpartikeln und andererseits das Eindringen von Feuchtigkeit
verhindert wird, kann die erfindungsgemäße Leuchte 1 an
unterschiedlichsten Orten zum Einsatz kommen.
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Das
Zusammenfügen der erfindungsgemäßen Leuchte
ist in den 7a bis 7c dargestellt, wobei
hierbei das Deckeneinbaugehäuse 5 bereits in einer Öffnung
einer – nicht dargestellten – Decke montiert ist.
In einem ersten Schritt, der in 7a und 7b dargestellt
ist, wird zunächst von der Unterseite her der LED-Strahler 10 in
das Deckeneinbaugehäuse 5 eingesetzt und mit diesem
verschraubt. Anschließend kann von der Unterseite her das
Lichtabgabeelement 20 eingesetzt und durch Verdrehung über
die Bajonettverriegelung fixiert werden. Die Darstellungen verdeutlichen,
dass die erfindungsgemäße Leuchte 1 in
einfacher und schneller Weise montiert werden kann.
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Zentraler
Bestandteil der erfindungsgemäßen Leuchte 1 ist
das Lichtabgabeelement 20, genaugenommen dessen transparenter
Hohlkörper 30, der im dargestellten Ausführungsbeispiel
als Hohlkugel ausgestaltet ist. Grundsätzlich könnte
auch die Form eines Hohlellipsoids verwendet werden, wobei die dargestellte
Kugel allerdings eine besonders bevorzugte Ausführungsform
darstellt. Die Besonderheit der vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff,
insbesondere aus Polykarbonat bestehenden Hohlkugel 30 besteht
nunmehr darin, dass deren Wandstärke nicht über
den gesamten Umfang der Kugel gleich ist. Stattdessen ist vorgesehen,
dass entsprechend den Darstellungen im oberen Bereich 31 der
Kugel 30, also in dem dem LED-Strahler 10 zugewandten
Bereich 31 die Wandstärke deutlich zunimmt. Sie
kann in diesem Bereich 31 insbesondere ein Mehrfaches der
Dicke des restlichen Wandbereichs der Hohlkugel 30 aufweisen.
Wird bspw. eine Hohlkugel mit einem Durchmesser D von etwa 160 mm
eingesetzt, so liegt die maximale Wandstärke d im oberen
Bereich 31 durchaus bei etwa 30 mm, während hingegen
in den übrigen Bereichen eine Wandstärke eher
zwischen 5 und 10 mm vorgesehen ist.
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Das
von dem LED-Strahler 10 über die am oberen Ende
der Hohlkugel 30 befindliche Öffnung 32 in
die Hohlkugel 30 eingestrahlte Licht wird dann über
das Lichtabgabeelement 20 in die Umgebung abgegeben, wobei
die Lichtabgabe insbesondere auch durch den verdickten Wandbereich 31 beeinflusst
wird. Dieser verdickte Wandbereich 31 hat zunächst
zur Folge, dass das in die Hohlkugel 30 eingestrahlte Licht
hier stärker gebrochen wird, so dass im Falle eines Deckenanbaus
der umgebende Deckenbereich der Leuchte 1 zusätzlich
aufgehellt wird. Die starke Refraktion im verdickten Wandbereich 31 bewirkt
allerdings auch unabhängig von der Lichtabgabe der Leuchte 1 einen
optischen Effekt, der dazu führt, dass die Unterseite der
Decke 3 in der Umgebung der Leuchte 1 leicht gewölbt
erscheint. Diese optische Täuschung ist vergleichbar mit
einem Effekt, bei dem die Decke durch einen Wassertropfen beobachtet
wird. Ferner führt die Refraktion des Lichts im Bereich 31 auch
zu einer gewissen Entblendung des von der Leuchte 1 abgegebenen
Lichts, so dass der verdickte Wandbereich 31 insgesamt
zu drei vorteilhaften optischen bzw. lichttechnischen Eigenschaften
führt.
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Insgesamt
gesehen können somit durch die Anordnung des Lichtmittels
in Bezug auf das Lichtabgabeelement und die besondere Ausgestaltung
des Lichtabgabeelements deutliche Verbesserungen in den lichttechnischen
Eigenschaften der Leuchte erzielt werden.
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Hinsichtlich
des Betriebs der erfindungsgemäßen Leuchte 1 bestehen
mehrere Möglichkeiten, die nachfolgend kurz erläutert
werden sollen.
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Die 8a und 8b zeigen
hierbei zunächst eine erste Variante, bei der den Leuchten 1 jeweils
individuell ein Betriebsgerät, bspw. ein Konverter 40,
zugeordnet ist. Aufgabe des Betriebsgeräts 40 ist
es, die allgemeine Versorgungsspannung von 230 V in eine geeignete
Betriebsspannung (24 V) zum Betreiben des LED-Strahlers der Leuchte 1 umzusetzen.
Im Falle eines größeren Beleuchtungssystems, welches
in 8b schematisch dargestellt ist, sind die Leuchten 1 mit
dem darin integrierten Betriebsgerät entsprechend jeweils
unmittelbar an die allgemeine 230 V-Versorgungsspannung angeschlossen.
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Alternativ
hierzu besteht entsprechend den Darstellungen der 9a und 9b auch
die Möglichkeit, eine zentrale Umsetzung der Versorgungsspannung
von 230 V auf die 24 V-Betriebsspannung vorzunehmen. In diesem Fall
ist ein zentrales Betriebsgerät bzw. ein Konverter 41 in
einem separaten Raum oder einem Schrank angeordnet, von dem ausgehend
dann ein Stromversorgungsnetz mit der 24 V-Spannung zu den Leuchten 1 führt.
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Ferner
kann eine Fernsteuerung der Leuchten vorgesehen sein, wie die in 10 dargestellte Variante
zeigt. Hierbei sind die Leuchten 1 neben dem Stromversorgungsnetz
auch an ein Busleitungssystem 45 angeschlossen, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel
die Ansteuerung entsprechend dem DMX512-Standard erfolgt.
Von einer nicht näher dargestellten zentralen Steuereinheit
werden hierbei Signale an einen DMX-Splitter 46 übermittelt,
von dem ausgehend dann sich die Busleitung 45 erstreckt,
an die maximal 30 Leuchten 1 angeschlossen sind. Jede Leuchte 1 weist
hierbei eine integrierte Steuerelektronik zum Auswerten und Umsetzen der
DMX-Signale auf.
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Schließlich
kann auch vorgesehen sein, dass ein aus mehreren Leuchten 1 bestehendes
Beleuchtungssystem in einem Notfallbetrieb betrieben werden kann.
Das schematisch in den 11a und 11b dargestellte System ist hierbei zunächst
gemäß der Variante von 8a und 8b ausgestaltet,
bei der den Leuchten 1 jeweils ein eigenes Betriebsgerät
zugeordnet ist. Ferner ist eine Zentralbatterie/Akkumulator 50 bzw.
ein Generator vorgesehen. Im Falle des Normalbetriebs, der in 11a dargestellt ist, werden sämtliche
Leuchten 1 über das allgemeine Stromversorgungsnetz 51 mit
einer 230 V-Versorgungsspannung versorgt, wobei diese 230 V-Versorgungsspannung
gleichzeitig dazu genutzt wird, den ggf. vorhandenen Akkumulator
zu laden. Im Fall eines Notfallbetriebs hingegen, wird von der Zentralbatterie 50 bzw.
dem Generator aus eine Notstromversorgung in Form einer Gleichspannung
von 200 V zur Verfügung gestellt. Wiederum wird diese mit
Hilfe der einzelnen Lampenbetriebsgeräte in die erforderliche
Versorgungsspannung zum Betreiben der LED-Strahler umgesetzt.
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Wird
hingegen das Beleuchtungssystem entsprechend dem Beispiel der 9a und 9b ausgestaltet,
so ist zunächst ein erstes zentrales Betriebsgerät 42 vorgesehen.
Ferner ist der Zentralbatterie 50 weiteres Betriebsgerät 43 zugeordnet,
wie die Darstellungen der 12a und 12b zeigen. Je nachdem, ob ein Normalbetrieb oder
ein Notfallbetrieb vorliegt, ist dann entweder das allgemeine Betriebsgerät 42 oder
das der Zentralbatterie 50 zugeordnete Betriebsgerät 43 aktiv,
um die allgemeine Versorgungsspannung bzw. die von der Zentralbatterie
zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung in die 24 V-Betriebsspannung
umzusetzen.
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Letztendlich
wird durch die vorliegende Erfindung also eine Leuchte zur Verfügung
gestellt, welche ansprechende lichttechnische Effekte zur Verfügung
stellt und auch optische Vorteile mit sich bringt. Die Leuchte kann
flexibel in unterschiedlichste Systeme integriert werden und bietet
darüber hinaus auch die Möglichkeit der Fernsteuerung.
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