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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Bauteilen mittels eines Strömungsmediums. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Bauteilen von Leuchtvorrichtungen.
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STAND DER TECHNIK
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Kühlvorrichtungen zum Kühlen von Bauteilen, insbesondere zum Kühlen von Bauteilen von Leuchtvorrichtungen, mittels eines Strömungsmediums sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bauteile von Leuchtvorrichtungen, wie beispielsweise Leuchtmittelfassungen, Rahmenbauteile oder Leuchtengehäuse, die in der Nähe der Leuchtmittel angeordnet sind oder mit den Leuchtmittel direkt in Verbindung stehen, erwärmen sich aufgrund der von den Leuchtmitteln erzeugten und abgestrahlten Wärme um einen gewissen Wärmebetrag. Übersteigt dieser Wärmebetrag den für die entsprechenden Bauteile zulässigen Wärmebetrag, kann es zu Bauteilversagen und/oder zu Leuchtmittelversagen kommen. Daher werden Bauteile von Leuchtvorrichtungen regelmäßig aktiv gekühlt. Zumeist erfolgt die Kühlung durch Strömungskühlung unter Verwendung eines Strömungsmediums, wie beispielsweise Luft.
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Durch Luftkühlung wird die Oberfläche von wärmeerzeugenden Objekten durch daran vorbei strömende Luft gekühlt. Die zur Luftkühlung notwendige Luftbewegung kann entweder durch Konvektion, Gebläse oder bei Fahrzeugen durch den Fahrtwind bewirkt werden. Das zu kühlende Objekt steht frei oder wird kanalisiert umflossen. Häufig ist das zu kühlende Objekt auch mit Kühlrippen oder einem Kühlkörper als Wärmeübertragungsbauteil versehen, die durch eine größere Oberfläche einen größeren Wärmeabfluss ermöglichen.
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Wärmeübertragung ist der Transport thermischer Energie infolge eines Temperaturunterschiedes über mindestens eine thermodynamische Systemgrenze hinweg.
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Diese transportierte Energie wird als Wärme bezeichnet und ist eine Prozessgröße. Der Wärmeübergang erfolgt in Richtung kälterer Bereiche. Damit verbunden ist ein Wärmeausgleich über die Systemgrenzen hinweg.
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Auch herkömmliche Kühlvorrichtungen weisen Kühlrippen zum Kühlen für Bauteile von Leuchtvorrichtungen auf. Die Kühlrippen sind auf der Oberseite eines Leuchtengehäuses der Leuchtvorrichtung angeordnet und weisen eine geradlinige Ausrichtung entweder in Längs- oder in Querrichtung des Leuchtengehäuses auf. Dadurch wird die Oberfläche des Leuchtengehäuses vergrößert und in Folge dessen ein größerer Wärmeabfluss durch Abgabe der Wärme an die Umgebungsluft ermöglicht.
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Bei solchen Kühlvorrichtungen hängt die Kühlwirkung allerdings direkt von der Größe der gesamten Kühlrippenoberflächen und der Geschwindigkeit der Umgebungsluft ab. Je größer die Oberfläche der Kühlrippen ist und je schneller sich die Umgebungsluft um das zu kühlende Bauteil bewegt, desto effektiver wird das entsprechende Bauteil gekühlt. Somit kann eine Kühlung unter Verwendung von quer oder längs auf einem Leuchtengehäuse angeordneten Kühlrippen und unter Verwendung von Umgebungsluft zum Kühlen der Wärmeabstrahlungsflächen der entsprechenden erwärmten Bauteile der Leuchtvorrichtung insbesondere im Hinblick auf dauerhaft oder wenigstens langfristig betriebene Leuchtvorrichtungen nicht effektiv und zuverlässig sein.
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Kühlvorrichtungen zum Kühlen von Bauteilen mittels eines Strömungsmediums sind aus der
WO 2004/088761 A1 , der
US 2004/0135482 A1 und der
DE 35 23 851 A1 bekannt.
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Die
WO 2004/088761 A1 betrifft ein lichtemittierendes Panel mit einer im Allgemeinen platten- oder folienartigen Trägerplatte und einer Mehrzahl von durch Elektrizität betreibbaren auf der Trägerplatte aufgebrachten Leuchtkörpern. Die Trägerplatte besitzt ein als Öffnung in der Trägerplatte ausgebildetes Wärmeabzugsloch. Ferner können Kühlrippen vorhanden sein, welche auf einer Hinterseite angebracht und so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie bezüglich natürlicher Konvektion strömungsorientiert sind.
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Die
US 2004/0135482 A1 betrifft eine lumineszente Displayanordnung, die ein lichtemittierendes Element mit einer lichtemittierenden Displayseite aufweist. Eine Wärmesenke ist in dem Gebiet einer Rückseite des lichtemittierenden Elements gegenüber der Displayseite angeordnet. Elektrische Verbindungen von dem lichtemittierenden Element laufen durch die Wärmesenke. Ein Antriebsschaltkreis für das lichtemittierende Element ist damit über die elektrischen Verbindungen verbunden und von der Wärmesenke auf solch eine Art und Weise beabstandet, dass wenigstens ein Kühlkanal zwischen der Wärmesenke und dem Antriebssteuerkreis zum Durchlaufen eines Kühlmediums während der Verwendung definiert wird.
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Die
DE 35 23 851 A1 betrifft einen insbesondere für Photo- und Filmstudios geeigneten Scheinwerfer, der einen oberen Teil, in dem sich eine elektrische Lampe befindet, und einen unteren Gehäuseteil enthält, in dem sich eine Anordnung zur Leistungsversorgung der Lampe befindet. Die Wände des unteren Gehäuseteils weisen eine Reihe von jalousieartig ausgebildeten Lufteintrittsschlitzen auf und der obere Teil enthält eine Art Gitter, das Luftaustrittsöffnungen bildet. Im unteren Gehäuseteil ist ein Diffusor nach Art eines Venturi-Rohres beim Fuß der Lampe angeordnet, der einen konvergierenden sowie einen divergierenden Abschnitt aufweist, zwischen denen sich eine Verengung befindet. Der konvergierende Teil des Diffusors weist eine Reihe von jalousieartigen Schlitzen auf. Der Diffusor bewirkt eine Erhöhung der Menge und Geschwindigkeit der Luft und lässt diese am Lampenkolben vorbeistreichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Bauteilen mittels eines Strömungsmediums vorzusehen, die eine effektive und zuverlässige Kühlung auch dauerhaft oder von über lange Zeiträume betriebenen wärmeerzeugenden Einrichtungen ermöglicht, insbesondere von Leuchtvorrichtungen.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Eine Leuchtvorrichtung mit einer entsprechenden Kühlvorrichtung wird in Anspruch 10 angegeben. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Bauteilen zu schaffen, die – basierend auf dem Prinzip der Kühlung durch Wärmekonvektion unter Verwendung wenigstens einer Kühlrippe – durch geeignete Formung der Kühlrippe und Anordnung der Kühlrippe zu einem zu kühlenden Bauteil sowie geeignete Ausgestaltung der Kühlrippe eine größtmögliche Kühlwirkung erzeugt. Genauer gesagt beruht die vorliegende Erfindung auf der Idee, die Kühlrippe zum Einen derart zu formen und anzuordnen, dass sie eine größtmögliche Oberfläche aufweist, und zum Anderen derart auszugestalten, dass ein vorbeiströmendes Strömungsmedium sich an wenigstens einer dafür vorgesehenen Stelle, z. B. einer scharfkantigen Spitze, von der Kühlrippe ablöst und derart verwirbelt wird, dass es an Geschwindigkeit zunimmt und gleichzeitig, auf Grund der Verwirbelung, in guten Kontakt über einen ausreichenden Zeitraum mit den Kühlrippen zum Wärmetausch bzw. für eine Wärmeabfuhr gelangt. Somit kann nicht nur durch die vergrößerte Oberfläche, sondern auch durch die spezielle Ausgestaltung der Kühlrippe, die zu einer Verwirbelung und somit Geschwindigkeitszunahme des Strömungsmediums führt, eine größtmögliche Kühlwirkung in Bezug auf das zu kühlende Bauteil erreicht werden. Dabei ist das Kühlprinzip unabhängig von der Art der Anströmung der Kühlrippen bzw. der Art der Abströmung an den Kühlrippen. Insbesondere kann die Anströmung laminar sein und beim Erreichen der vorgesehenen Stellen in eine turbulente Strömung übergehen.
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Vorteilhafterweise weist der Verbindungsbereich der beiden Kühlrippenbereiche auf der der scharfkantigen Spitze gegenüberliegenden Seite in Querrichtung der Kühlrippe eine abgerundete, bogenförmige Form auf.
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Dies hat den Vorteil, dass sich die Strömung des Mediums nicht in der der scharfkantigen Spitze gegenüberliegenden Seite in Querrichtung der Kühlrippe derart fangt, dass sie dort als Wirbel verbleibt, sondern dass die Strömung des Mediums auch auf der gegenüberliegenden Seite weiter entlang der Kühlrippe strömt.
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Bevorzugterweise weist die wenigstens eine Kühlrippe eine Vielzahl an Kühlrippenbereichen auf, die insgesamt somit eine Zick-Zack-Form aufweisen.
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Durch mehrere Kühlrippenbereiche weist die Kühlrippe mehrere scharfkantige Spitzen auf, wodurch die Strömung des Mediums beim Durchströmen des Strömungsbereichs mehrfach, d. h. an jeder der mehreren scharfkantigen Spitzen verwirbelt wird und so eine verbesserte Kühlwirkung erzeugt.
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Vorteilhafterweise weist die Kühlvorrichtung eine Vielzahl an Kühlrippen auf, die derart radial auf der Kühlplatte angeordnet sind, dass die Kühlrippenbereiche konvex aus einer Vielzahl an senkrecht auf der Kühlplatte radial zu der Kühlplatte angeordneten Ebenen hervorstehen und in einer Umfangsrichtung der Kühlpatte einander nachfolgend angeordnet sind.
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Die radiale Anordnung einer Vielzahl an Kühlrippen auf der Kühlplatte hat den Vorteil, dass dadurch eine insgesamt große Kühlrippenoberfläche vorgesehen wird, die zu einer verbesserten Kühlwirkung führt, und dass dadurch die gesamte Kühlplatte effektiv gekühlt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in der Mitte der Kühlplatte weiter Ablenkkühlrippen vorgesehen, auf die die Strömung des Mediums derart auftrifft, dass die Strömung des Mediums durch die Ablenkkühlrippen zum Strömen zwischen die Vielzahl an Kühlrippen abgelenkt wird.
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Durch die Ablenkrippen kann die Strömung des Mediums gezielt in die zwischen den einzelnen Kühlrippen gebildeten Strömungsbereiche bzw. Strömungskanäle eingeleitet werden, was zu einer effektiven und zuverlässigen Wärmeabfuhr entlang der Oberfläche der Kühlrippen führt.
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Bevorzugterweise ist der von den wenigstens zwei Kühlrippenbereichen eingeschlossene Winkel ein stumpfer Winkel und/oder ein rechter Winkel.
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Durch Winkel, die in einem Bereich zwischen 180 Grad bis einschließlich 90 Grad liegen, stehen die scharfkantigen Spitzen, die aus zwei miteinander verbundenen Kühlrippenbereichen gebildet sind, in einer Ausrichtung zu der Strömung des Mediums, dass ein optimaler Auftreffwinkel der Strömung bei einer größtmöglichen Kühlrippenoberfläche durch die radiale Anordnung der Kühlrippen auf der Kühlplatte ermöglicht wird.
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Vorteilhafterweise sind die Kühlrippen innen hohl.
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Durch hohle Kühlrippen wird eine zusätzliche Kühlwirkung im Inneren der Kühlrippen erzeugt. Dabei können die Kühlrippen im Inneren das gleiche Strömungsmedium enthalten, wie das Strömungsmedium, das außen an den Kühlrippen vorbei strömt. Es ist aber auch denkbar, dass ein anders Medium im Vergleich zu dem außen an den Kühlrippen vorbeiströmenden Medium im Inneren der Kühlrippen enthalten ist und dadurch eine noch effektivere Kühlwirkung erzielt wird. Weiter ist es auch denkbar, dass die hohlen Kühlrippen innen von einem Medium, das das gleiche oder ein anderes wie das außen entlang der Oberfläche der Kühlrippen strömende Medium sein kann, durchströmt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält die Kühlvorrichtung weiter einen Ventilator zum Erzeugen einer Strömung eines Mediums.
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Durch einen Ventilator können auch Bauteile fest angebrachter und damit unbeweglicher Vorrichtungen effektiv gekühlt werden, weil so zum Einen eine Strömung durch den Strömungsbereich erzeugt wird und zum Anderen die Strömung gerichtet in den Strömungsbereich eingeleitet und der Strömungsbereich in Folge dessen gerichtet durchströmt wird.
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Vorteilhafterweise ist der Ventilator dabei mittig oberhalb der Kühlplatte angeordnet ist.
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Dies hat den Vorteil, dass die gesamte Fläche der Kühlplatte gleichmäßig mit der Strömung des Mediums beaufschlagt wird und so eine großflächige Kühlwirkung erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Kühlvorrichtung in einer Leuchtvorrichtungen verwendet, die weiter eine Beleuchtungseinheit zum Erzeugen von Licht aufweist, wobei die Kühlvorrichtung mit der Beleuchtungseinheit in Verbindung steht, so dass die von der Beleuchtungseinheit erzeugte Wärme über die Kühlvorrichtung abgeführt wird.
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Bevorzugterweise weist die Leuchtvorrichtung einen Sensor zum Regulieren der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinheit auf.
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Solch ein Sensor reguliert die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinheit und insbesondere von in der Beleuchtungseinheit enthaltenen Leuchtmitteln abhängig von der benötigten Ausleuchtung der entsprechenden Umgebung. Insbesondere, wenn beispielsweise durch Lichteinfall durch Fenster in Räumen oder Hallen keine maximale Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinheit oder mitunter sogar gar keine Beleuchtung erforderlich ist, reduziert der Sensor die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinheit bzw. setzt diese gleich Null. Somit werden sowohl der Energiebedarf als auch die Energiekosten der Leuchtvorrichtung so niedrig wie möglich gehalten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Abbildungen beschrieben, in denen
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1 eine Draufsicht auf eine Leuchtvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zeigt,
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2 eine Unteransicht der Leuchtvorrichtung aus 1 zeigt,
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3 eine schematische Ansicht einer Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zeigt,
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4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Leuchtvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zeigt,
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5 eine Unteransicht einer weiteren Ausführungsform der Leuchtvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zeigt,
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6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Leuchtvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zeigt, und
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7 eine Unteransicht der weiteren Ausführungsform der Leuchtvorrichtung aus 6 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine Leuchtvorrichtung 100. Die Leuchtvorrichtung 100 weist eine Abdeckungseinheit 10, eine Belüftungseinheit 20, eine Befestigungseinheit 30, eine Kühlvorrichtung 40, eine Rahmeneinheit 50 und eine Leuchtmitteleinheit 60 auf. Die Kühlvorrichtung 40 ist zwischen der Abdeckungseinheit 10 und der Rahmeneinheit 50 angeordnet. Die Seite der Leuchtvorrichtung 100, an der in Richtung von der Kühlvorrichtung 40 weg aufeinander folgend die Abdeckungseinheit 10, die Belüftungseinheit 20 und die Befestigungseinheit 30 angeordnet sind, wird als „Oberseite” der Leuchtvorrichtung bezeichnet. Die Seite der Leuchtvorrichtung 100, an der in Richtung von der Kühlvorrichtung 40 weg aufeinander folgend die Rahmeneinheit 50 und die Leuchtmitteleinheit 60 angeordnet sind, wird als „Unterseite” der Leuchtvorrichtung 100 bezeichnet. Entsprechend wird mit dem Begriff „nach oben” eine Richtung von der Leuchtmitteleinheit 60 in Richtung der Befestigungseinheit 30 und mit dem Begriff „nach unten” eine Richtung von der Befestigungseinheit 30 in Richtung der Leuchtmitteleinheit 60 bezeichnet.
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Die Abdeckungseinheit 10 weist einen Deckel 11 und Deckeldurchgangsbohrungen 12 auf. Der Deckel 11 ist quadratisch ausgebildet, kann aber auch jede andere Form aufweisen, wie beispielsweise rechteckig, rund, oval und/oder mit regelmäßigen oder unregelmäßigen Mustern am Rand ausgestaltet, und weist in der Mitte eine Aussparung (nicht gezeigt) auf. Der Deckel 11 ist eine Platte aus Aluminium, kann aber auch aus anderen Metallen oder für Deckel von Leuchtvorrichtungen geeigneten Materialien hergestellt sein. Die Durchgangsbohrungen 12 sind entlang der Seitenränder des Deckels 11 in einem gewissen Abstand zum Rand des Deckels 11 in den Deckel 11 eingebracht. In den Durchgangsbohrungen 12 können Befestigungsmittel, wie Schrauben, Bolzen oder ähnliches, zum Verbinden des Deckels 11 mit der unterhalb des Deckels 11 angeordneten Kühlvorrichtung 40 angeordnet werden. Vorliegend weist der Deckel 10 elf Durchgangsbohrungen 12 auf.
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Oberhalb der Abdeckungseinheit 10 ist die Belüftungseinheit 20 angeordnet. Die Belüftungseinheit 20 ist in der Mitte der Deckels 11, über der Aussparung in dem Deckel 11 angeordnet. Die Belüftungseinheit 20 weist ein Lüftergehäuse 21 und einen Lüftergehäusedeckel 22 auf. Das Lüftergehäuse 21 ist nach unten und nach oben hin offen (nicht gezeigt) und wird nach oben hin von dem Lüftergehäusedeckel 22 bedeckt, wobei der Lüftergehäusedeckel 22 derart zum Lüftergehäuse 21 beabstandet ist, dass ein Spalt (nicht gezeigt) zwischen Lüftergehäusedeckel 22 und Lüftergehäuse 21 ist. Der Lüftergehäusedeckel 22 ist vorliegend eine quadratische Platte mit nach unten gebogenen Rändern, kann aber auch jede andere Form aufweisen, die geeignet ist, das Lüftergehäuse 21 zu verschließen. Innerhalb des Lüftergehäuses 21 ist ein Ventilator 23 (gezeigt in 4) angeordnet. Der Ventilator ist unmittelbar über der Aussparung in dem Deckel 11 angeordnet. Alternativ kann das Lüftergehäuse 21 auch ohne Lüftergehäusedeckel, wie in 4 gezeigt, ausgeführt sein, so dass der Ventilator 23 nach oben frei liegt.
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Oberhalb der Abdeckungseinheit 10 ist ferner die Befestigungseinheit 30 angeordnet. Die Befestigungseinheit 30 weist zwei stab- oder rohrförmige Abstandselemente 31 auf, die senkrecht auf dem Deckel 11 angebracht sind. Die Abstandselemente 31 laufen durch in den Deckel 11 eingebrachte Durchgangsbohrungen (nicht gezeigt) hindurch und sind über eine Schraubverbindung mit der Kühlvorrichtung 40 verbunden, können aber auch mittels Verschweißen, Kleben oder auf jede andere Art und Weise mit der Kühlvorrichtung 40 verbunden sein oder an dem Deckel 11 direkt angebracht sein. An einem jeweiligen oberen Ende des Abstandselements 31 ist je ein Befestigungselement 32 angebracht. Das Befestigungselement 32 weist eine Plattenform mit drei Plattenbereichen auf, von denen der mittlere Plattenbereich nach unten abgesenkt ist und mit senkrecht nach oben stehenden Verbindungsabschnitten mit den beiden äußeren Plattenbereichen verbunden ist. Jeder Plattenbereich weist eine Befestigungsbohrung 33 zum Befestigen der Leuchtvorrichtung an einem dafür vorgesehen Objekt, wie beispielsweise eine Wand oder ein Träger, auf. Alternativ kann die die Leuchtvorrichtung aber auch ohne Befestigungseinheit ausgeführt sein, wie in 6 und 7 gezeigt ist.
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Die Rahmeneinheit 50 ist unterhalb der Kühlvorrichtung 40 angeordnet und weist ein Rahmenelement 51 auf. Das Rahmenelement 51 besteht aus vier länglichen stabförmigen Bauteilen mit einem quadratischen Querschnitt, die derart miteinander an ihren Enden verbunden sind, dass sie ein Quadrat bilden. Die stabförmigen Bauteile können auch einen rechteckigen oder anders geformten Querschnitt und, miteinander an den Enden verbunden, in Abhängigkeit von der Gestaltung des Deckels 11 und der Kühlvorrichtung 40 eine rechteckige, runde, ovale oder anders geartete Form aufweisen. Das Rahmenelement 51 weist an jeder Seite je zwei Rahmendurchgangsbohrungen 52, die in einer Richtung von unten nach oben verlaufen, zum Verbinden des Rahmenelements 51 mit der oberhalb angeordneten Kühlvorrichtung 40 mittels Schrauben, Bolzen oder ähnlichem auf.
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Wie in 3 zu sehen ist, weist die Kühlvorrichtung 40 eine Kühlplatte 41 und mehrere Kühlrippen 42, 43, 44 auf. Die Kühlrippen 42, 43, 44 weisen eine im Wesentlichen langgestreckte rechteckige Form mit gegenüber der Querseiten längeren Längsseiten auf und sind derart auf der Kühlplatte 41 angeordnet, dass sie entlang ihrer Längsseiten an der Kühlplatte 41 angebracht sind und senkrecht von der Kühlplatte 41 nach oben vorstehen. Die Kühlrippen 42, 43, 44 können mit der Kühlplatte 41 verschraubt, verklebt oder anderweitig verbunden sein. Vorliegend weist die Kühlvorrichtung 40 fünfunddreißig Kühlrippen 42, 43, 44 auf: fünf Ablenkrippen 42, fünfzehn Primärkühlrippen 43 sowie fünfzehn Sekundärkühlrippen 44.
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Die Kühlrippen 42, 43, 44 sind alle im Wesentlichen in einer radialen Richtung, d. h. von der Mitte der Kühlplatte 41 ausgehend zum Rand der Kühlplatte 41 hin, angeordnet. Die Kühlrippen 42, 43, 44 können aber auch in einer anderen geeigneten Anordnung relativ zu der Kühlplatte 41 angeordnet sein. Beispielsweise können die Kühlrippen 42, 43, 44 in einer nicht eindeutig radialen Richtung zu der Kühlplatte 41, d. h. in einer radialen Ausrichtung, deren Zentrum nicht in der Mitte der Kühlplatte 41, sondern an einem anderen Punkt auf der Kühlplatte 41 festgelegt ist, angeordnet sein oder die Kühlrippen 42, 43, 44 können parallel zu den Rändern der Kühlplatte 41 ausgerichtet sein. Jede Kühlrippe 42, 43, 44 besteht aus wenigstens zwei Kühlrippenbereichen 47. Jeder Kühlrippenbereich 47 weist zwei zueinander parallele wandförmige Kühlrippenabschnitte 45 und an einem ersten Ende ein Kühlrippenabschlusselement 46 auf. An einem zweiten Ende sind die Kühlrippenbereiche 47 derart miteinander verbunden, dass die wenigstens zwei Kühlrippenbereiche 47 zusammen eine hohle Kühlrippe 42, 43, 44 formen. Die Kühlrippenbereiche 47 sind in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die Kühlrippenbereiche 47 nicht in radialer Richtung von der Mitte der Kühlplatte 41 zum Rand der Kühlplatte 41 verlaufen, sondern derart tangential zu der radialen Richtung angeordnet sind, dass zwei miteinander verbundene Kühlrippenbereiche 47 konvex aus einer radial angeordneten Ebene hervorstehen. Die zwei konvex aus einer radial angeordneten Ebene hervorstehenden Kühlrippenbereiche 47 weisen in ihrem jeweiligen Verbindungsbereich auf einer Seite in Querrichtung der Kühlrippe 42, 43, 44 eine scharfkantige Spitze und auf der anderen, gegenüberliegenden Seite in Querrichtung der Kühlrippe 42, 43, 44 eine abgerundete, bogenförmige Form auf. Die hohlen Kühlrippen 42, 43, 44 sind vorliegend mit Luft gefüllt, können aber zum Verstärken des Kühleffekts der Kühlrippen 42, 43, 44 auch mit einem anderen Medium gefüllt sein oder von einem Medium durchströmt werden.
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Die Ablenkrippen 42 sind in der Mitte der Kühlplatte 41 angeordnet, direkt unterhalb der Aussparung in dem Deckel 11. Die Ablenkrippen 42 weisen je zwei Kühlrippenbereiche 47 auf, die einen stumpfen Winkel einschließen.
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Die Primärkühlrippen 43 sowie die Sekundärkühlrippen 44 sind in radialer Richtung den Ablenkrippen 42 von der Mitte der Kühlplatte 41 ausgehend zum Rand der Kühlplatte 41 hin folgend auf der Kühlplatte 41 angeordnet, wobei sich sowohl die Primärkühlrippen 43 als auch die Sekundärkühlrippen 44 bis zum Rand der Kühlplatte 41 erstrecken. Die Primärkühlrippen 43 sind über den Umfang der Kühlplatte 41 abwechselnd mit den Sekundärkühlrippen 44 auf der Kühlplatte 41 angeordnet, so dass die Primärkühlrippen 43 mit den Sekundärkühlrippen 44 in einer überlappenden Art und Weise in radialer Richtung der Kühlplatte 41 angeordnet sind.
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Somit sind die Ablenkrippen 42 radial weiter innen angeordnet als die Primärkühlrippen 43 und die Sekundärkühlrippen 44, wobei die nach außen in Richtung zum Rand der Kühlplatte 41 liegenden Enden der Ablenkrippen 42 und die nach innen in Richtung zur Mitte der Kühlplatte 41 liegenden Enden der Primärkühlrippen 43 und Sekundärkühlrippen 44 zueinander beabstandet angeordnet sind, so dass sie nicht aneinander liegen, sondern eine gewisse Entfernung von einander aufweisen.
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Die Primärkühlrippen 43 weisen zwischen acht Kühlrippenbereiche 47 (wenn die Primärkühlrippen in einer Diagonale der Kühlplatte 41 angeordnet sind) und sechs Kühlrippenbereiche 47 (wenn die Primärkühlrippen in einer Querrichtung der Kühlplatte 41 angeordnet sind) auf. Die Kühlrippenbereiche 47 der Primärkühlrippen 43 sind in Zick-Zack-Form bzw. stufenartig derart zueinander angeordnet, dass jeweils zwei aufeinander folgende Kühlrippenbereiche 47 einen rechten Winkel einschließen.
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Die Sekundärkühlrippen 44 weisen zwischen vier Kühlrippenbereiche 47 (wenn die Sekundärkühlrippen in einer Diagonale der Kühlplatte 41 angeordnet sind) und zwei Kühlrippenbereiche 47 (wenn die Sekundärkühlrippen in einer Querrichtung der Kühlplatte 41 angeordnet sind) auf. Die Kühlrippenbereiche 47 der Sekundärkühlrippen 43 sind in Zick-Zack-Form bzw. stufenartig derart zueinander angeordnet, dass jeweils zwei aufeinander folgende Kühlrippenbereiche 47 einen stumpfen Winkel einschließen.
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In die Kühlplatte 41 sind ferner zwei erste Kühlplattenbohrungen 48 eingebracht. Die Kühlplattenbohrungen 48 nehmen die durch den Deckel 11 hindurch laufenden Abstandselemente 31 über eine Schraubverbindung auf, können mit den Abstandselementen 31 aber auch über eine Schweiß- oder Klebverbindung verbunden sein. In Abhängigkeit von der Anzahl der Abstandselemente 31 können auch mehr oder weniger erste Kühlplattenbohrungen 48 in die Kühlplatte 41 eingebracht sein.
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In die Kühlplatte 41 sind ferner elf zweite Kühlplattenbohrungen 49 eingebracht, wobei die zweiten Kühlplattenbohrungen 49 innerhalb der hohlen Kühlrippen 42, 43, 44 in die Kühlplatte 41 eingebracht sind. Die Kühlplattenbohrungen 49 nehmen die durch die in den Deckel 11 eingebrachten Deckeldurchgangsbohrungen 12 hindurch laufenden Verbindungsmittel über eine Schraubverbindung auf, können mit den Verbindungsmitteln aber auch über eine Schweiß- oder Klebverbindung verbunden sein. In Abhängigkeit von der Anzahl der Deckeldurchgangsbohrungen 12 können auch mehr oder weniger zweite Kühlplattenbohrungen 49 in die Kühlplatte 41 eingebracht sein.
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2 zeigt eine Unteransicht der Leuchtvorrichtung 100. An der Unterseite der Leuchtvorrichtung 100 ist die Leuchtmitteleinheit 60 angeordnet. Die Leuchtmitteleinheit 60 weist eine Vielzahl von Reflektoren 61 auf, die an der Unterseite der Kühlplatte 41 angeordnet sind und das von jeweils einem in jedem Reflektor 61 angeordneten Leuchtmittel abgegebene Licht, reflektieren, zurückwerfen und verteilen können. Die vorliegenden Reflektoren 61 können lichtemittierende Dioden (LEDs) aufnehmen. Es ist allerdings auch angedacht, dass die Reflektoren 61 derart ausgelegt sind, dass sie auch andere Leuchtmittel wie Glühbirnen, Halogenlampen oder ähnliches aufnehmen können. Zur Verbesserung der Lichtreflexion kann die Unterseite der Kühlplatte 41 beispielsweise aus gebürstetem Aluminium hergestellt sein. Eine alternative Ausführungsform der Leuchtmitteleinheit 60 ist in 5 zu sehen. Die in 5 dargestellte Leuchtmitteleinheit weist keine Reflektoren 61 auf, sondern eine zusätzliche transparente Kunststoffplatte 62, in die in regelmäßigen Abständen kreisrunde Aussparungen 63 eingebracht sind. Die Leuchtmittel sind bei dieser Ausführungsform zwischen der Unterseite der Kühlplatte 41 und der Kunststoffplatte 62 angeordnet. Selbstverständlich können auch bei dieser Ausführungsform Reflektoren 61 in der transparenten Kunststoffplatte 62 angeordnet sein. Die Beleuchtungsstärke der Leuchtmittel kann über einen (nicht gezeigten) Sensor abhängig von zusätzlichem Lichteinfall, der nicht auf die Leuchtvorrichtung zurückzuführen ist, von einer maximalen Beleuchtungsstärke bis zu einer minimalen Beleuchtungsstärke oder sogar auf Null reguliert werden, so dass stets eine gleichmäßige Ausleuchtung der Umgebung gewährleistet wird.
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Nachfolgend wird das Kühlprinzip, das mit der oben beschriebenen beispielhaften Leuchtvorrichtung realisiert werden kann, erläutert:
Sobald der Ventilator, der in dem Lüftergehäuse 21 unterbracht ist, eingeschaltet und betrieben wird, saugt dieser Luft aus der Umgebung der Leuchtvorrichtung 100 über den zwischen Lüftergehäuse 21 und Lüftergehäusedeckel 22 vorgesehenen Spalt an. Die Luft wird über die in den Deckel 11 einbrachte Aussparung direkt senkrecht nach unten auf die Ablenkrippen 42 und die Kühlplatte 41 der Kühlvorrichtung 40 geleitet. Dort trifft die Luft auf die Kühlplatte auf und ändert dadurch ihre Richtung derart, dass sie zwischen den von je zwei benachbarten Ablenkrippen 42 gebildeten Strömungskanälen hindurch radial von der Mitte der Kühlplatte 41 in Richtung dem Rand der Kühlplatte 41 strömt. Ist die Luft durch die von je zwei benachbarten Ablenkrippen 42 gebildeten Strömungskanäle hindurch geströmt, strömt sie durch die von je einer Primärkühlrippe 43 und einer Sekundärkühlrippe 44 gebildeten, ebenfalls radial von der Mitte der Kühlplatte 41 zum Rand der Kühlplatte 41 angeordneten und den von je zwei benachbarten Ablenkrippen 42 gebildeten Strömungskanälen in radialer Richtung nachfolgenden Strömungskanäle. Die Luft strömt mit einer ersten Geschwindigkeit durch die Strömungskanäle. Beim Durchströmen der von den Ablenkrippen 42 und den von je einer Primärkühlrippe 43 und einer Sekundärkühlrippe 44 gebildeten Strömungskanäle trifft die Luft wenigstens teilweise auf die konvex aus einer senkrecht auf der Kühlplatte 41 radial angeordneten Ebene hervorstehenden und in die Strömungskanäle hineinragenden Kühlrippenbereiche 47 und die in den Verbindungsbereichen der verbundenen Kühlrippenbereiche 47 scharfkantigen Spitzen an den Verbindungsbereichen der Kühlrippen 42, 43, 44. Beim Auftreffen der Luftströmung auf die scharfkantigen Spitzen an den Verbindungsbereichen der Kühlrippen 42, 43, 44 geht die Luftströmung von einer Strömung mit einer ersten Geschwindigkeit dadurch in eine Strömung mit einer zweiten Geschwindigkeit über, dass an den scharfkantigen Spitzen Verwirbelungen der Luftströmung erzeugt werden. Selbstverständlich funktioniert das Kühlsystem auch, wenn Luft vom Rand der Kühlplatte 41 zwischen die Kühlrippen 42, 43, 44 eintritt, wie beispielsweise, wenn Luft der Kühlplatte 41 eingeblasen wird oder die Umgebungsluft durch den Ventilator 23 in Richtung vom Rand zur Mitte der Kühlplatte 41 angesaugt wird. Alternativ kann die Luft auch durch die Seite angesaugt werden und nach oben ausgestoßen werden.
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Durch die Anordnung der die Kühlrippen 43, 44 in radialer Richtung auf der Kühlplatte 41 und des Weiteren in einer Zick-Zack-Form oder stufenartig auf der Kühlplatte 41 wird eine maximale Kühlrippenoberfläche vorgesehen. Durch die Änderung der Strömungsgeschwindigkeit der durch die Strömungskanäle strömenden Luft von einer ersten zu einer zweiten Geschwindigkeit, die höher als die erste Geschwindigkeit ist, kann die Luft mehr Wärme aufnehmen. Folglich wird eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abdeckungseinheit
- 11
- Deckel
- 12
- Deckeldurchgangsbohrung
- 20
- Belüftungseinheit
- 21
- Lüftergehäuse
- 22
- Lüftergehäusedeckel
- 23
- Ventilator
- 30
- Befestigungseinheit
- 31
- Abstandselement
- 32
- Befestigungselement
- 33
- Befestigungsbohrung
- 40
- Kühlvorrichtung
- 41
- Kühlplatte
- 42
- Ablenkkühlrippen
- 43
- Primärkühlrippen
- 44
- Sekundärkühlrippen
- 45
- Kühlrippenabschnitt
- 46
- Kühlrippenabschlusselement
- 47
- Kühlrippenbereich
- 48
- erste Kühlplattenbohrung
- 49
- zweite Kühlplattenbohrung
- 50
- Rahmeneinheit
- 51
- Rahmenelement
- 52
- Rahmendurchgangsbohrung
- 60
- Leuchtmitteleinheit
- 61
- Reflektor
- 62
- Kunststoffplatte
- 63
- Aussparung
- 100
- Leuchtvorrichtung
