DE102010004177A1 - LED street lighting - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges aus, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (2) zur Aufnahme mindestens einer Lichtquelle (3) umfasst, wobei die Lichtquelle (3) durch einen oder mehrere Leuchtkörper (4) gebildet ist und jeder Leuchtkörper (4) mindestens ein Leuchtmittel (5), vorzugsweise eine lichtemittierende Leuchtdiode (LED) aufweist, wobei das Leuchtmittel (5) auf einem Trägerelement (6) angeordnet ist und mittels einem Vorschaltgerät mit elektrischer Energie versorgt ist. Erfindungsgemäß ist der Leuchtkörper (4) als rinnenförmiger Reflektor (7) ausgebildet.The invention relates to a device for illuminating a traffic route, the device comprising a housing (2) for accommodating at least one light source (3), the light source (3) being formed by one or more luminous elements (4) and each luminous element ( 4) has at least one light source (5), preferably a light-emitting light-emitting diode (LED), the light source (5) being arranged on a carrier element (6) and being supplied with electrical energy by means of a ballast. According to the invention, the luminous element (4) is designed as a trough-shaped reflector (7).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for illuminating a traffic route according to the preamble of patent claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Vorrichtungen zur Beleuchtung eines Verkehrsweges sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Eine Ausführungsform sind Vorrichtungen zur Beleuchtung eines Verkehrsweges, welche als Leuchtmittel beispielsweise lichtemittierende Leuchtdioden (LED's) verwenden.Devices for illuminating a traffic route are known in a multiplicity of different embodiments. One embodiment is devices for illuminating a traffic route, which use, for example, light-emitting light-emitting diodes (LEDs) as light sources.
Die Verwendung von lichtemittierenden Leuchtdioden (LED) stellt für den Energieverbrauch derartiger Vorrichtungen eine bevorzugte Ausführungsform dar, da der Energieverbrauch einer Leuchtdiode (LED) deutlich unterhalb des Energieverbrauchs eines herkömmlichen Leuchtmittels, beispielsweise einer Gasentladungslampe liegt.The use of light emitting light emitting diodes (LED) is a preferred embodiment for the power consumption of such devices because the power consumption of a light emitting diode (LED) is well below the power consumption of a conventional light source such as a gas discharge lamp.
Beispielsweise zeigt die Druckschrift
Die mit LED's bestückten Platinen bzw. die stabförmigen LED-Fassungen sind in horizontaler oder vertikaler Richtung in der Beleuchtungsvorrichtung entsprechend herkömmlicher Leuchtmittel verwendbar.The stocked with LEDs boards or the rod-shaped LED sockets are used in the horizontal or vertical direction in the lighting device according to conventional lighting.
Nachteilig ist, dass die von den so gebildeten Leuchtmitteln ausgehenden Lichtstrahlen in alle Richtungen abgestrahlt werden, wodurch ein erheblicher Anteil der Lichtstrahlen in Bereiche fällt, in welchen eine Ausleuchtung nicht erforderlich bzw. erwünscht ist. Lichtstrahlen, die beispielsweise in seitliche Bereiche strahlen, können eine unerwünschte Blendung für Fahrer von Fahrzeugen, Anwohner und/oder nachtaktiven Tieren darstellen. Darüber hinaus wird in dem ausgeleuchteten Bereich aufgrund der Strahlungscharakteristik lediglich eine Kugelkappen ähnliche Lichtverteilung erreicht.The disadvantage is that the light rays emanating from the bulbs formed in this way are radiated in all directions, as a result of which a considerable proportion of the light rays fall into regions in which illumination is not required or desired. For example, light rays that radiate to lateral areas may present unwanted glare to drivers of vehicles, residents, and / or nocturnal animals. In addition, due to the radiation characteristic, only a spherical cap-like light distribution is achieved in the illuminated area.
Aus diesem Grunde hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Lichtverteilung einer LED-Beleuchtungsvorrichtung in einem auszuleuchtenden Bereich zu verbessern.For this reason, the object of the invention is to improve a light distribution of an LED lighting device in a region to be illuminated.
Ausgehend von dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.Based on the preamble of claim 1, the object of the invention is achieved by the characterizing features of claim 1.
Vorteilhafte Erweiterungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Advantageous extensions of the inventions are described in the dependent claims.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges aus, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse zur Aufnahme mindestens einer Lichtquelle umfasst, wobei die Lichtquelle durch einen oder mehrere Leuchtkörper gebildet ist und jeder Leuchtkörper mindestens ein Leuchtmittel, vorzugsweise eine lichtemittierende Leuchtdiode (LED) aufweist, wobei das Leuchtmittel auf einem Trägerelement angeordnet ist und mittels einem Vorschaltgerät mit elektrischer Energie versorgt ist.The invention is based on a device for illuminating a traffic route, wherein the device comprises a housing for receiving at least one light source, wherein the light source is formed by one or more luminous bodies and each luminous body has at least one light-emitting means, preferably a light-emitting light-emitting diode (LED), wherein the lighting means is arranged on a carrier element and is supplied by means of a ballast with electrical energy.
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass der Leuchtkörper als rinnenförmiger Reflektor ausgebildet ist.The essence of the invention is that the luminous body is designed as a channel-shaped reflector.
Unter einem rinnenförmigen Reflektor ist ein rohrförmiger Körper zu verstehen, welcher zu einer Seite in seiner gesamten Längsrichtung hin geöffnet ist, wodurch seitliche Begrenzungen gebildet werden.By a channel-shaped reflector is meant a tubular body which is open to one side in its entire longitudinal direction, whereby lateral boundaries are formed.
Die vom Leuchtmittel ausgehenden Lichtstrahlen werden durch die seitlichen Innenoberflächen des rinnenförmigen Reflektors abgeschattet, oder wenn diese verspiegelt sind, reflektiert.The light rays emanating from the light source are shaded by the lateral inner surfaces of the channel-shaped reflector, or, if these are mirrored, reflected.
Dadurch wird eine Abschattung (Vignettierung) des sich bildenden Lichtprofils nach der linearen Strahlenoptik gebildet. Beispielsweise kann ein balkenähnliches Lichtprofil durch Abschattungen in den Randbereichen gebildet werden. Die Form und die Größe des zu bildenden Lichtprofils wird durch die Form des Reflektors, die Position des Leuchtmittels und dem Abstand zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und der Verkehrsfläche bestimmt.As a result, shading (vignetting) of the forming light profile is formed according to the linear beam optics. For example, a beam-like light profile can be formed by shadowing in the edge regions. The shape and size of the light profile to be formed is determined by the shape of the reflector, the position of the light source and the distance between the lighting device and the traffic area.
Darüber hinaus kann eine gleichmäßige Ausleuchtung des auszuleuchtenden Bereichs auf einem Verkehrsweg erreicht werden, da aufgrund der Reflexion der Lichtstrahlen in einem rinnenförmigen Reflektor weniger Verluststrahlen auftreten.In addition, a uniform illumination of the area to be illuminated can be achieved on a traffic route, since due to the reflection of the light beams in a channel-shaped reflector less loss rays occur.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Der U-förmige Querschnitt umfasst einen unteren Bereich und zwei seitliche Bereiche, wobei die Kantenlinie des Querschnitts gewölbt, rund oder kantig ausgebildet sein kann.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the channel-shaped reflector has a U-shaped cross section. The U-shaped cross section comprises a lower region and two lateral regions, wherein the edge line of the cross section may be arched, round or edged.
Ein großer Anteil der von einer LED ausgehenden Lichtstrahlen wird an den seitlichen Bereichen reflektiert, wodurch eine Verluststrahlung der Lichtstrahlen verringert werden kann. Zusätzlich ist eine verbesserte Montage von Leuchtmitteln im unteren Bereich des rinnenförmigen Reflektors möglich.A large portion of the light rays emanating from an LED is reflected at the lateral areas, whereby loss radiation of the light beams can be reduced. In addition, an improved mounting of light sources in the lower region of the channel-shaped reflector is possible.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor im Bereich einer Grundfläche zur linearen Anordnung von mehreren, voneinander beabstandeten LED's dimensioniert ist. Der untere Bereich eines beispielsweise U-förmigen Querschnitts ist in dem rinnenförmigen Reflektor als ebene Grundfläche ausreichender Breite ausgebildet. Die ebene Grundfläche ermöglicht eine gleichmäßige Anordnung und Befestigung von Leuchtmitteln. Darüber hinaus kann der Abstand zwischen den LED's derart gewählt werden, dass sich die Lichtstrahlen in Reflektorlängsrichtung frühzeitig überschneiden. Dadurch kann ein gleichmäßiges Lichtprofil gebildet werden. In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the channel-shaped reflector is dimensioned in the region of a base area for the linear arrangement of a plurality of spaced-apart LEDs. The lower region of an example U-shaped cross-section is formed in the channel-shaped reflector as a flat base of sufficient width. The flat base allows a uniform arrangement and attachment of bulbs. In addition, the distance between the LEDs can be selected such that the light beams overlap in the reflector longitudinal direction at an early stage. As a result, a uniform light profile can be formed.
Es ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor eine Grundfläche aufweist, die von mindestens einer Ausnehmung zum Durchtritt mindestens eines Leuchtmittels durchbrochen ist.It is provided in a further preferred embodiment of the invention that the channel-shaped reflector has a base surface which is perforated by at least one recess for the passage of at least one light source.
Das Leuchtmittel (LED) ist dabei auf einem separaten Trägerelement angeordnet, wobei das Trägerelement an der nach außen gerichteten Oberfläche des Reflektors vorzugsweise lösbar befestigbar ist. Dadurch ist gegebenenfalls ein vereinfachter Austausch von einem eventuell defekten Leuchtmittel oder von ganzen Trägern möglich.The light-emitting means (LED) is arranged on a separate carrier element, wherein the carrier element on the outwardly directed surface of the reflector is preferably releasably attachable. This makes it possible, if necessary, a simplified replacement of a possibly defective bulbs or entire carriers possible.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Leuchtkörper und das Trägerelement einstückig ausgebildet ist. Die Grundfläche des rinnenförmigen Reflektors bildet dabei das Trägerelement, auf welchem das Leuchtmittel direkt angeordnet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass der Leuchtkörper in der Beleuchtungsvorrichtung einen verringerten Platzbedarf aufweist. Zusätzlich bildet die einstückige Ausführungsform einen Modulcharakter, welcher eine Montage der Leuchtkörper erleichtert.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the luminous element and the carrier element is integrally formed. The base of the channel-shaped reflector forms the support element on which the light source can be arranged directly. This has the advantage that the luminous element in the lighting device has a reduced space requirement. In addition, the one-piece embodiment forms a module character, which facilitates mounting of the luminous element.
Es ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Leuchtmittel in einem Brennpunkt einer einhüllenden Parabel eines Querschnitts des rinnenförmigen Reflektors angeordnet ist.It is provided in a further preferred embodiment of the invention that the lighting means is arranged in a focal point of an enveloping parabola of a cross section of the channel-shaped reflector.
Als Parabel ist eine achsensymmetrische Kurve zu verstehen, deren Scheitelpunkt und Brennpunkt auf der Symmetrieachse der Kurve liegen. In eine Parabel eintretende, parallel zur Symmetrieachse verlaufende Lichtstrahlen werden an den Parabelinnenflächen reflektiert und verlaufen anschließend durch den Brennpunkt der Parabel. Dieser Effekt wird in umgekehrter Richtung genutzt.The parabola is an axisymmetric curve whose vertex and focus lie on the symmetry axis of the curve. Light rays entering a parabola running parallel to the axis of symmetry are reflected at the parabolic inner surfaces and subsequently pass through the focal point of the parabola. This effect is used in the opposite direction.
Die Lichtstrahlen eines Leuchtmittels, welches im Brennpunkt eines parabelförmigen, rinnenförmigen Reflektors angeordnet ist werden an den seitlichen Innenoberflächen des Reflektors reflektiert und treten parallel aus dem Reflektor aus.The light rays of a luminous means which is arranged in the focal point of a parabolic, channel-shaped reflector are reflected on the lateral inner surfaces of the reflector and emerge in parallel from the reflector.
Lediglich die unreflektierten Direktstrahlen weichen von dieser Richtung ab. Dadurch kann ein Lichtprofil mit einer gleichmäßigen Lichtverteilung auf der Oberfläche eines Verkehrsweges gebildet werden, welches eine hohe Lichtausbeute aufgrund geringer Verluststrahlung aufweist.Only the unreflected direct rays deviate from this direction. Thereby, a light profile with a uniform light distribution can be formed on the surface of a traffic route, which has a high light output due to low loss radiation.
Überdies ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor entlang einer Rinnenlängsrichtung eine Brennachse aufweist und mindestens ein Leuchtmittel auf der Brennachse angeordnet ist. Die Brennachse verläuft in axialer Längsrichtung durch den Brennpunkt des Reflektorquerschnitts. Das auf dem Trägerelement angeordnete Leuchtmittel ist auf der Brennachse des Reflektors positioniert. Die reflektierten Lichtstrahlen bilden dabei ein gleichmäßiges Lichtprofil in Längsrichtung des Reflektors aus, während senkrecht dazu die strahlenoptische Defokussierung erfolgt.Moreover, it is provided in a further embodiment of the invention that the channel-shaped reflector along a groove longitudinal direction has a focal axis and at least one light source is arranged on the focal axis. The focal axis extends in the axial longitudinal direction through the focal point of the reflector cross-section. The illuminant arranged on the carrier element is positioned on the focal axis of the reflector. The reflected light beams form a uniform light profile in the longitudinal direction of the reflector, while perpendicular to the beam-optical defocusing takes place.
Es ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens eine äußere Oberfläche des Gehäuses Kühlrippen zur Ableitung von Wärme aufweist und/oder das Gehäuse aus einem gut thermisch leitfähigen Material, vorzugsweise Metall, gebildet ist. Das Gehäuse ist auf der zur Beleuchtungsseite abgewandten Oberfläche mit einem plattenförmigen Abdeckelement verschlossen, auf dessen Oberfläche Kühlrippen zur Ableitung von Wärme angeordnet sind. Die Leuchtkörper stehen über die Trägerelemente mit dem Abdeckelement des Gehäuses direkt in Kontakt, wodurch die von den Leuchtmitteln erzeugte Wärme über die Trägerelemente auf die Kühlrippen in die Umgebung abgeleitet werden kann. Durch eine ausreichende Ableitung der von den Leuchtmitteln erzeugten Wärme kann die Lebensdauer der Leuchtmittel erhöht werden.It is provided in a further embodiment of the invention that at least one outer surface of the housing has cooling fins for dissipating heat and / or the housing is formed from a good thermally conductive material, preferably metal. The housing is closed on the surface facing away from the illumination side with a plate-shaped cover, on the surface of which cooling fins for dissipating heat are arranged. The luminous elements are in direct contact via the carrier elements with the cover element of the housing, whereby the heat generated by the luminous means can be dissipated via the carrier elements onto the cooling fins into the environment. By sufficient dissipation of the heat generated by the bulbs, the life of the bulbs can be increased.
Überdies ist es in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass im Gehäuse mehrere nebeneinander parallel angeordnete Leuchtkörper vorgesehen sind. Die parallele Anordnung der Leuchtkörper führt zu einer Überlagerung von einzelnen Lichtprofilen in Querrichtung des rinnenförmigen Reflektors, wodurch ein Lichtprofil mit einer gleichmäßigen Lichtverteilung ohne diffuse Bereiche innerhalb des Lichtprofils gebildet ist.Moreover, it is provided in a further embodiment that a plurality of side by side arranged in parallel luminous body are provided in the housing. The parallel arrangement of the luminous body leads to a superposition of individual light profiles in the transverse direction of the channel-shaped reflector, whereby a light profile is formed with a uniform light distribution without diffuse regions within the light profile.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Gehäuse mehrere, nebeneinander parallel angeordnete lineare Kaskaden von Leuchtmitteln vorgesehen sind, wobei jede Kaskade auf einem Trägerelement angeordnet ist und das Licht jeder Kaskade durch einen erfindungsgemäßen Leuchtkörper zum Verkehrsweg hin gerichtet wird. Die kaskadenförmige Anordnung der Leuchtmittel führt zu einer Überlagerung (Superposition) von Lichtstrahlen in Längsrichtung des rinnenförmigen Reflektors, wodurch eine gleichmäßige Lichtverteilung ohne diffuse Bereiche erfolgt.In a preferred embodiment of the invention it is provided that in the housing a plurality of parallel cascades arranged side by side of lighting means are provided, each cascade is arranged on a support member and the light of each cascade is directed by a luminous body according to the invention towards the traffic route. The cascaded arrangement of Illuminant leads to a superposition of light rays in the longitudinal direction of the channel-shaped reflector, whereby a uniform light distribution without diffuse regions takes place.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung des Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen hervor.Further features of the invention will become apparent from the following description of the figures of the embodiment and the drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Die in
Der Leuchtkörper
An den Seitenflächen des Gehäuses
In
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- LED-BeleuchtungsvorrichtungLED lighting device
- 22
- Gehäusecasing
- 2a2a
- Abdeckelementcover
- 33
- Lichtquellelight source
- 44
- Leuchtkörperilluminant
- 55
- Leuchtmittel (LED)Illuminant (LED)
- 66
- Trägerelementsupport element
- 77
- Reflektorreflector
- 88th
- GrundflächeFloor space
- 99
- Ausnehmungrecess
- 1010
- Schenkelleg
- 1111
- Kühlrippecooling fin
- 1212
- Haltebügelheadband
- 1313
- Schelleclamp
- 1414
- Zuleitungsupply
- 1515
- Lichtstrahlbeam of light
- 1616
- Brennpunktfocus
- 1717
- Leiterbahnconductor path
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20110615 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120801 |