DE102012222814B4

DE102012222814B4 - Lighting system for surface components such as ceilings or walls

Info

Publication number: DE102012222814B4
Application number: DE102012222814.4A
Authority: DE
Inventors: Dieter Kompalik; Daniel Schwaab
Original assignee: SGL Carbon SE
Current assignee: SGL Carbon SE
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: DE102012222814A1; WO2014090852A1

Abstract

Beleuchtungssystem für Flächenbauteile wie Decken (19) oder Wände mit mindestens einer Leuchte (3) und mindestens einem Montageelement (4) zur Befestigung der Leuchte (3) an dem Flächenbauteil, wobei die Leuchte (3) ein Gehäuse mit einem Gehäusesockel (5) aufweist und mit dem Gehäusesockel (5) an dem Montageelement (4) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageelement (4) aus expandiertem Graphit besteht und mindestens eine Ausnehmung (9) besitzt, in welcher die Leuchte (3) mit ihrem Gehäusesockel (5) formschlüssig angeordnet ist, wobei sich der Gehäusesockel (5) zu seinem freien stirnseitigen Ende hin zumindest über eine Teilumfangsfläche weitet.Lighting system for surface components such as ceilings (19) or walls with at least one lamp (3) and at least one mounting element (4) for fixing the lamp (3) to the surface component, wherein the lamp (3) has a housing with a housing base (5) and with the housing base (5) fixed to the mounting element (4), characterized in that the mounting element (4) consists of expanded graphite and has at least one recess (9) in which the lamp (3) with its housing base (5 ) is arranged in a form-fitting manner, wherein the housing base (5) widens toward its free end face at least over a partial peripheral surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für Flächenbauteile wie Decken oder Wände gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a lighting system for surface components such as ceilings or walls according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Beleuchtungssysteme sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt und dienen im Wesentlichen der Beleuchtung von Wohn- und Büroräumen, aber auch von Produktionsstätten. Als Leuchtmittel kommen neben konventionellen Leuchtmitteln wie Glüh-, Halogen- und Leuchtstofflampen in zunehmendem Maße auch Leuchtdioden (LED) zum Einsatz. Leuchtdioden sind im Bezug auf die Lichtausbeute effizienter als konventionelle Leuchtmittel, jedoch wird auch bei hocheffizienten Leuchtdioden nur 20% bis 30% der zugeführten Energie in sichtbares Licht umgewandelt, wobei die restliche Energie geht als Wärmeenergie verloren. Während konventionelle Leuchtmittel diese Wärmeenergie als Infrarot-Strahlung in den Raum abgeben, entsteht bei Leuchtdioden die Wärme im Inneren des Bauteils. Die Energiedichte einer Leuchtdiode liegt dabei um ein Vielfaches höher als die Energiedichte einer Heizplatte. Die dadurch bedingten Temperaturen haben direkten Einfluss auf die Lebensdauer, Lichtleistung und Lichtfarbe der Leuchtdiode. Folglich hat es nicht an Bestrebungen gefehlt, der unkontrollierten Wärmeentwicklung bei Leuchten durch geeignete Maßnahmen entgegenzuwirken.Such lighting systems are known from the prior art in a variety of configurations and serve essentially the lighting of residential and office space, but also of production facilities. As light bulbs in addition to conventional bulbs such as incandescent, halogen and fluorescent lamps and LEDs (LED) are increasingly used. Light emitting diodes are more efficient in terms of light output than conventional light sources, however, even with highly efficient light emitting diodes only 20% to 30% of the input energy is converted into visible light, the remaining energy is lost as heat energy. While conventional bulbs emit this heat energy as infrared radiation into the room, the heat inside the component is created with light emitting diodes. The energy density of a light emitting diode is many times higher than the energy density of a heating plate. The resulting temperatures have a direct influence on the life, light output and light color of the LED. Consequently, there has been no lack of efforts to counteract the uncontrolled heat generation in luminaires by appropriate measures.

In DE 20 2008 018 068 U1 wird ein Montageelement aus einem Kunststoffverbund (Compound), welcher Einlagerungen aus Graphit enthalten kann, um die thermische Leitfähigkeit zu erhöhen, beschrieben. Dadurch können die derzeit verwendeten, aufwändigen Kühlkörper vermieden und wenigstens die Wärmeverteilung besser gesteuert werden.In DE 20 2008 018 068 U1 is a mounting member made of a plastic composite (compound), which may contain inclusions of graphite to increase the thermal conductivity is described. As a result, the currently used, expensive heat sink can be avoided and at least the heat distribution can be better controlled.

In US 2009/0231851 A1 wird ein Beleuchtungssystem beschrieben, welches eine wärmeleitfähige Platte aufweist, welche aus Graphit hergestellt werden kann.In US 2009/0231851 A1 For example, an illumination system is described which has a thermally conductive plate which can be made of graphite.

In der EP 2 236 912 A2 ist beispielweise eine Leuchte mit einem LED-Leuchtmodul offenbart, die zur ihrer Montage in eine Deckenöffnung einsetzbar ist. Die Deckenöffnung ist dabei so groß bemessen, dass sich zwischen Leuchtengehäuse und Decke ein Ringspalt ergibt, durch welchen zur Kühlung der Leuchte ein Luftstrom geführt ist, der beim Vorbeistreichen am Leuchtengehäuse Wärme durch Konvektion abführt. Falls die durch freie Konvektion abgeführte Wärmemenge nicht ausreicht, ist der Einsatz von Lüftern und/oder Kühlkörpern an der Leuchte vorgesehen, die die Konvektionsleistung erhöhen, was jedoch in beiden Fällen mit zusätzlichem Aufwand und Kosten verbunden ist.In the EP 2 236 912 A2 For example, a luminaire with an LED light module is disclosed, which can be used for their installation in a ceiling opening. The ceiling opening is dimensioned so large that there is an annular gap between the luminaire housing and the ceiling through which an air flow is led to cool the lamp, which dissipates heat by convection when passing the luminaire housing. If the amount of heat dissipated by free convection is insufficient, the use of fans and / or heatsinks on the luminaire is provided to increase the convection performance, but in both cases this is associated with additional expense and expense.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Beleuchtungssystem für Flächenelemente zu schaffen, das ohne nennenswerten konstruktiven Mehraufwand eine möglichst effektive und autarke Kühlung der Leuchte erlaubt.Against this background, the object of the invention is to provide a lighting system for surface elements that allows the most effective and self-sufficient cooling of the lamp without significant additional design effort.

Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wobeifür einen dauerhaft sicheren Sitz der Leuchte im Montageelement der Gehäusesockel so ausgebildet ist, dass er sich zu seiner freien Stirnseite hin zumindest über eine Teilfläche weitet.This object is achieved by a lighting system with the features of claim 1, wobeifefür a permanently secure fit of the lamp in the mounting member of the housing base is formed so that it widens toward its free end face at least over a partial surface.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Leuchte mit ihrem Gehäusesockel über ein wärmeleitendes Montageelement an einem Flächenbauteil wie einer Decke oder Wand zu befestigen, so dass zur Erzielung einer Kühlwirkung ein Teil der beim Betrieb der Leuchte entstehenden Wärmeenergie von dem Montageelement aufgenommen und über die Fläche an die Umgebungsluft abgegeben wird. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen Gehäusesockel und Montageelement wird die gesamte Außenfläche des Gehäusesockels für die Wärmeleitung zur Verfügung gestellt, was für einen äußerst hohen Wärmestrom von der Leuchte in das Montageelement sorgt und damit eine effektive Kühlung gewährleistet.The basic idea of the invention is to fasten a luminaire with its housing base via a thermally conductive mounting element to a surface component such as a ceiling or wall, so that to achieve a cooling effect, part of the heat energy arising during operation of the luminaire is taken up by the mounting element and over the surface is released to the ambient air. Due to the positive connection between the housing base and mounting element, the entire outer surface of the housing base is provided for the heat conduction, which ensures an extremely high heat flow from the lamp into the mounting element and thus ensures effective cooling.

Dem Montagelement kommt im erfindungsgemäßen Zusammenhang aufgrund seiner Wärmeleitfähigkeit eine Doppelfunktion zu, nämlich einerseits Halterung der Leuchte und andererseits Kühlkörper. Neben wirtschaftlichen Vorteilen aufgrund einer geringen Anzahl von Teilen ergibt sich daraus ein kompakter Aufbau des Beleuchtungssystems, das folglich sehr anpassungsfähig an die Gegebenheiten vor Ort ist.The mounting element is in the context of the invention due to its thermal conductivity to a dual function, namely on the one hand holder of the lamp and on the other hand heat sink. In addition to economic advantages due to a small number of parts, this results in a compact design of the lighting system, which is therefore very adaptable to the local conditions.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass sich grundsätzlich für das Montageelement alle Stoffe als Material eignen, die zum einen eine ausreichende Festigkeit zur dauerhaften Halterung der Leuchte aufweisen und zum anderen in der Lage sind, Wärme in ausreichendem Maß von der Leuchte abzuführen, wie zum Beispiel Aluminiumschaum. Erfindungsgemäß besteht das Montageelement aus verdichteten expandierten Graphit, der durch thermische Schockbehandlung von vorbehandeltem Naturgraphit gewonnen wird. Dadurch wird zunächst eine Volumenvergrößerung des Naturgraphits um den Faktor 200 bis 400 unter Bildung wurmartiger Strukturen herbeigeführt. Im Zuge einer nachfolgenden Verdichtung des Graphitexpandats verhaken sich die wurmartigen Strukturen untereinander, was dem Material eine hohe mechanische Festigkeit verleiht.From the prior art it is known that in principle all materials are suitable as a material for the mounting element, on the one hand have sufficient strength for permanent mounting of the lamp and on the other hand are able to dissipate heat sufficiently from the lamp, such as for example aluminum foam. According to the invention, the mounting element consists of compressed expanded graphite, which is obtained by thermal shock treatment of pretreated natural graphite. As a result, an increase in volume of the natural graphite is first brought about by a factor of 200 to 400 with the formation of worm-like structures. In the course of a subsequent compression of the graphite expander the worm-like structures interlock with each other, which gives the material a high mechanical strength.

Gleichzeitig ordnen sich die Schichtebenen des Graphits bei der Verdichtung bevorzugt senkrecht zur Einwirkungsrichtung des Druckes an, wodurch letztlich die anisotropen Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit entstehen. Zudem erweist sich die hohe Temperaturstabilität und flammenhemmende Wirkung von Graphit als besonders vorteilhaft. At the same time, the layer planes of the graphite arrange in the compression preferably perpendicular to the direction of action of the pressure, whereby ultimately the anisotropic properties arise in terms of thermal conductivity. In addition, the high temperature stability and flame retardant effect of graphite proves to be particularly advantageous.

Mit der Erfindung werden diese beiden Eigenschaften in idealer Weise miteinander kombiniert, indem in der Kontaktfuge zwischen Leuchtengehäuse und Montageelement nicht nur der Wärmeübergang sicher gestellt, sondern gleichzeitig die für eine sichere Befestigung notwendige Haltekraft erzeugt wird. Dabei hat sich gezeigt, dass durch eine Verbesserung der Haltewirkung auch der Wärmeübergang verbessert wird.With the invention, these two properties are ideally combined with each other by not only ensures the heat transfer in the contact joint between the lamp housing and mounting element, but at the same time the necessary for a secure fastening holding force is generated. It has been shown that by improving the holding effect and the heat transfer is improved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der vollflächige Verbund zwischen Montageelement und Leuchtengehäuse durch einen thermisch leitfähigen Kleber in der Kontaktfuge sichergestellt. Der Kleber dient dabei nicht nur als Mittel zur Fixierung der Leuchte, sondern gleichzeitig als Ausgleich und Füllstoff für eventuell vorhandene Spalte, die ansonsten einen Wärmeübergang behindern würden.According to an advantageous embodiment of the invention, the full-surface bond between the mounting element and the lamp housing is ensured by a thermally conductive adhesive in the contact joint. The adhesive serves not only as a means of fixing the lamp, but at the same time as compensation and filler for any existing column, which would otherwise hinder heat transfer.

Eine demgegenüber alternative Art der Befestigung der Leuchte im Montageelement sieht vor, die Ausnehmung im Montageelement mit Untermaß gegenüber dem Leuchtensockel herzustellen. Die Elastizität des Montageelements erlaubt es, die Leuchte mit ihrem Gehäusesockel unter elastischer Weitung der Ausnehmung in die Ausnehmung einzustecken. Die dem elastischen Material des Montageelements immanente Rückstellkraft bewirkt dabei einen entsprechenden vollflächigen Anpressdruck auf den Gehäusesockel, der sowohl einen sicheren Wärmeübergang als auch festen Sitz der Leuchte im Montageelement gewährleistet.A contrast, alternative type of attachment of the lamp in the mounting element provides to produce the recess in the mounting element with undersize relative to the light socket. The elasticity of the mounting element makes it possible to insert the lamp with its housing base under elastic expansion of the recess in the recess. The immanent the elastic material of the mounting restoring force causes a corresponding full-surface contact pressure on the housing base, which ensures both a safe heat transfer and tight fit of the lamp in the mounting element.

Vorzugsweise weist das Graphitexpandat eine Dichte zwischen 0,02 g/cm³ und 0,8 g/cm³ auf, höchst vorzugsweise zwischen 0,1 g/cm³ und 0,5 g/cm³. Damit wird erreicht, dass die Anisotropie hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit genügend stark ausgeprägt ist, um die Wärme wirkungsvoll von der Leuchte abzuführen. Andererseits bestimmt das Maß der Verdichtung die Elastizität und damit die für die Haltekraft ursächliche Rückstellkraft des Montageelements. Durch eine Verdichtung des Graphitexpandats auf den vorgenannten Dichtebereich werden beide Forderungen in ausreichendem Maße erfüllt.Preferably, the graphite has a density between 0.02 g / cm ³ and 0.8 g / cm ^3, most preferably between 0.1 g / cm ³ and 0.5 g / cm ^3. This ensures that the anisotropy in terms of thermal conductivity is sufficiently pronounced to dissipate the heat effectively from the lamp. On the other hand, the degree of compaction determines the elasticity and thus the restoring force of the mounting element which causes the holding force. By compressing the graphite expander to the aforementioned density range, both requirements are sufficiently met.

Bei einem zylindrischen Gehäusesockel kann sich der Zylinderumfang beispielsweise konisch oder konvex weiten, wobei sich die Ausnehmung im Montageelement mit seiner Innenwandung dieser Form elastisch anpasst. Die schrägen Flächen des Gehäusesockels erzeugen dabei eine vom Montageelement ausgeübte vertikal gerichtete Stützkraftkomponente, die die Leuchte sicher im Montageelement verankert. In Verbindung mit einer konvexen Wölbung des Gehäusesockels erweist es sich zudem als vorteilhaft, dass die Leuchte innerhalb der Ausnehmung verschwenkt werden kann, beispielsweise um die Ausleuchtung in eine bestimmte Richtung zu lenken.In the case of a cylindrical housing base, the cylinder circumference may, for example, widen conically or convexly, wherein the recess in the mounting element elastically adapts to its inner wall of this shape. The oblique surfaces of the housing base thereby generate a vertically directed support force component exerted by the mounting element, which securely anchors the luminaire in the mounting element. In conjunction with a convex curvature of the housing base, it also proves to be advantageous that the lamp can be pivoted within the recess, for example, to direct the illumination in a particular direction.

Alternativ oder zusätzlich sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, eine Flanschplatte an der freien Stirnseite des Gehäusesockels zu befestigen, die mit ihrem seitlichen, über den Gehäusesockel hinaus ragenden Überstand auf dem Montageelement aufliegt oder in dieses einbindet und so ein ungewolltes Lösen der Leuchte aus dem Montageelement unterbindet. Bei Verwendung eines thermisch leitenden Flanschmaterials wie zum Beispiel Aluminium oder Kupfer kann die Flanschplatte zusätzlich zur Wärmeableitung beitragen. Dieser Effekt kann gesteigert werden, wenn die freie Oberseite der Flanschplatte eine die Oberfläche vergrößernde Struktur aufweist.Alternatively or additionally, provides an advantageous embodiment of the invention to attach a flange on the free end of the housing base, which rests with its lateral, projecting beyond the housing base protrusion on the mounting element or in this einbindet and so unintentional release of the lamp from the Mounting element prevents. When using a thermally conductive flange material such as aluminum or copper, the flange plate can additionally contribute to heat dissipation. This effect can be increased if the free top of the flange plate has a surface enlarging structure.

Anstelle der Flanschplatte können auch ein oder mehrere stab- oder plattenförmige Spreizelemente an der Stirnseite des Gehäusesockels befestigt sein, die ähnlich einem Kipp- oder Federklappdübel wirken. Dabei klappen die Spreizelemente seitlich auf, nachdem die Stirnseite des Gehäusesockels bis zur Rückseite des Montageelements in die Ausnehmung eingeschoben worden ist und bewirken durch Hintergreifen des Montageelements eine Lagesicherung der Leuchte. Die Spreizelemente können mit Hilfe einer elastischen Feder vorgespannt sein, wodurch ein selbsttätiges Aufklappen und Halten erfolgt.Instead of the flange plate and one or more rod-shaped or plate-shaped spreading elements can be attached to the front side of the housing base, which act similar to a tilt or spring-loaded dowel. In this case, the spreading expand laterally after the end face of the housing base has been inserted to the back of the mounting member in the recess and cause by engaging behind the mounting member a position fuse the lamp. The spreading can be biased by means of an elastic spring, whereby an automatic unfolding and holding done.

Ein erfindungsgemäßes Montageelement besitzt vorzugsweise eine flächige plattenförmige Gestalt. Das bietet zunächst den Vorteil, dass mehrere Leuchten in einem gemeinsamen Montageelement befestigt sein können. Durch die flächige plattenförmige Gestalt des Montageelements ist es aber auch möglich, den konzentriert im Bereich der Ausnehmungen eingeleiteten Wärmestrom aufzufächern und über den Plattenquerschnitt als Strömungsquerschnitt flächig zu verteilen. Die Abgabe der Wärme an die Umgebung kann dann besonders wirkungsvoll über die gesamte Plattenober- und Plattenunterseite erfolgen.An inventive mounting element preferably has a flat plate-like shape. This initially offers the advantage that several lights can be mounted in a common mounting element. Due to the flat plate-like shape of the mounting element, it is also possible to fan out the concentrated introduced in the recesses heat flow and spread over the plate cross-section as a flow area surface. The delivery of heat to the environment can then be particularly effective over the entire plate top and bottom plate.

Reicht die passive Kühlleistung eines oben beschriebenen Montageelements nicht aus, so eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, durch Integration eines Kühlsystems in das Montageelement die Kühlleistung signifikant zu steigern. Beispielsweise kann ein Montageelement zu diesem Zweck von Rohren durchzogen sein, die ein Kühlmedium führen und an einen Kühlkreislauf angeschlossen sind.If the passive cooling capacity of a mounting element described above is insufficient, the invention opens up the possibility of significantly increasing the cooling capacity by integrating a cooling system into the mounting element. For example, a mounting member may be traversed by pipes for this purpose, which lead a cooling medium and are connected to a cooling circuit.

Die flächige Ausbildung der Montageelemente erlaubt darüber hinaus eine Verwendung der Montagelemente als Deckenelemente selbst. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Montageelemente die Decke in diesem Bereich ersetzen, was sowohl im Materialbedarf als auch Montageaufwand ein enormes Einsparungspotential eröffnet. Dieser Vorteil kommt vor allem bei abgehängten Decken zum Tragen, wo bei geeigneter Auswahl der Größe des Montageelements eine vollständige und völlig problemlose Integration in das Deckensystem gegeben ist, was nicht zuletzt auch die Nachrüstung bestehender Decken mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem möglich macht. The planar design of the mounting elements also allows use of the mounting elements as ceiling elements themselves. In other words, this means that the mounting elements replace the ceiling in this area, which opens up an enormous saving potential both in terms of material requirements and installation effort. This advantage is especially for suspended ceilings to bear, where with a suitable selection of the size of the mounting element is a complete and completely problem-free integration in the ceiling system, which makes not least the retrofitting of existing ceilings with an inventive lighting system possible.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit ein erfindungsgemäßes Montageelement an seiner dem Raum zugewandten Seite mit einer Funktionsschicht zu versehen. Die Funktionsschicht kann zur Erzielung optischer Effekte dienen, die dem Flächenbauteil ein ansprechendes Erscheinungsbild geben. Daneben ist es möglich mit Hilfe der Funktionsschicht weitere technische oder bauphysikalische Effekte hervorzurufen, wie zum Beispiel die Schalldämmung zu verstärken, die Wärmeabstrahlung zu steigern, die mechanische Festigkeit zu verbessern und dergleichen.In addition, it is possible to provide an inventive mounting element on its side facing the room with a functional layer. The functional layer can serve to achieve optical effects that give the surface component a pleasing appearance. In addition, it is possible with the help of the functional layer to cause further technical or structural-physical effects, such as to increase the sound insulation, to increase the heat radiation, to improve the mechanical strength and the like.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervorgehen. Gleiche und funktionsgleiche Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung tragen gleichlautende Bezugszeichen, soweit dies dem besseren Verständnis der Erfindung dient. Aufgrund gegebener Achsensymmetrie ist in den Figuren jeweils nur eine Hälfte einer erfindungsgemäßen Leuchte mit zugehörigem Montageelement dargestellt.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings, from which emerge further features and advantages of the invention. Identical and functionally identical features of different embodiments of the invention have the same reference numerals, as far as this serves to better understand the invention. Due to the given axial symmetry, only one half of a luminaire according to the invention with associated mounting element is shown in the figures.

Es zeigtIt shows

1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems, 1 a vertical section through a first embodiment of a lighting system according to the invention,

2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems mit aktivem Kühlsystem, 2 2 shows a vertical section through a second embodiment of an illumination system according to the invention with an active cooling system,

3 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems mit einem gewölbten Gehäusesockel, 3 4 a vertical section through a third embodiment of a lighting system according to the invention with a curved housing base,

4 einen Vertikalschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems mit einem konischen Gehäusesockel, 4 4 a vertical section through a fourth embodiment of a lighting system according to the invention with a conical housing base,

5 einen Vertikalschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems, montiert an einer abgehängten Decke, 5 a vertical section through a fifth embodiment of a lighting system according to the invention, mounted on a suspended ceiling,

6 einen Vertikalschnitt durch eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems, montiert an einer massiven Geschossdecke, und 6 a vertical section through a sixth embodiment of a lighting system according to the invention, mounted on a solid floor ceiling, and

7 einen Vertikalschnitt durch eine siebte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems mit klappbaren Spreizelementen zur Lagesicherung der Leuchte. 7 a vertical section through a seventh embodiment of a lighting system according to the invention with hinged expansion elements for securing the position of the lamp.

In 1 sieht man eine erste einfache Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems 1 in geschnittener Darstellung, wobei mit dem Bezugszeichen 2 die Symmetrieebene gekennzeichnet ist. Das Beleuchtungssystem 1 umfasst eine Leuchte 3 und ein Montageelement 4, an dem die Leuchte 3 befestigt ist. Die Leuchte 3 weist einen zylindrischen, an seiner oberen Stirnseite geschlossenen Gehäusesockel 5 mit beispielsweise kreis- oder rechteckförmigen Querschnitt auf, der zur Aufnahme der Leuchtmittel 6 und gegebenenfalls notwendiger elektronischer Bauteile 7 dient. Leuchtmittel 6 können sowohl Glüh- und Halogenlampen als auch Leuchtstoffröhren und Leuchtdioden oder dergleichen sein. Nach unten schließt sich an den Gehäusesockel 5 ein glockenförmiger Reflektor 8 an, an dessen Innenseite das von dem Leuchtmittel 6 emittierte Licht reflektiert wird.In 1 One sees a first simple embodiment of a lighting system according to the invention 1 in a sectional view, wherein the reference numeral 2 the plane of symmetry is marked. The lighting system 1 includes a lamp 3 and a mounting element 4 on which the light 3 is attached. The lamp 3 has a cylindrical, closed at its upper end housing base 5 with, for example, circular or rectangular cross-section, for receiving the bulbs 6 and possibly necessary electronic components 7 serves. Lamp 6 may be both incandescent and halogen lamps as well as fluorescent tubes and light-emitting diodes or the like. Down closes to the housing base 5 a bell-shaped reflector 8th on, on the inside of which of the light source 6 emitted light is reflected.

Das Montageelement 4 besteht aus einer Platte aus verdichtetem expandiertem Graphit mit einer Dicke zwischen 10 mm und 40 mm, vorzugsweise von 25 mm und einer Dichte von 0,5 g/cm³. Die Wärmeleitfähigkeit des Montageelements 4 in der Plattenebene beträgt 50 W/m·K und ist damit größer als die Wärmeleitfähigkeit senkrecht zur Plattenebene.The mounting element 4 consists of a sheet of compressed expanded graphite with a thickness between 10 mm and 40 mm, preferably 25 mm and a density of 0.5 g / cm ³ . The thermal conductivity of the mounting element 4 in the plate plane is 50 W / m · K and is thus greater than the thermal conductivity perpendicular to the plate plane.

Zur Befestigung der Leuchte 3 am Montageelement 4 ist eine Ausnehmung 9 in das Montageelement 4 eingestanzt, die sich von der Unterseite des Montagelements 4 bis zu dessen Oberseite erstreckt, also durchgängig ist, was jedoch nicht ausschließt, die Ausnehmung 9 auch sacklochartig auszubilden. Die Leuchte 3 ist mit ihrem Gehäusesockel 5 formschlüssig in die Ausnehmung 9 eingesetzt. Die Haltekraft zur Fixierung der Leuchte 3 in dem Montageelement 4 kann durch einen warm leitenden Kleber in der Kontaktfuge zwischen Gehäusesockel 5 und Ausnehmung 9 erfolgen oder durch einen ausreichenden Anpressdruck, der vom Montageelement 4 in der Kontaktfuge auf den Gehäusesockel 5 ausgeübt wird, was einen Spannsitz der Leuchte 3 in der Ausnehmung 9 bewirkt. In der vorliegenden Ausführungsform ist zu diesem Zweck die Ausnehmung 9 mit Untermaß gegenüber dem Gehäusesockel 5 hergestellt, so dass beim Einstecken des Gehäusesockels 5 die Ausnehmung 9 elastisch geweitet wird. Die dabei aktivierten materialimmanenten Rückstellkräfte erzeugen über den gesamten Umfang des Gehäusesockels 5 den für einen sicheren Halt der Leuchte 3 notwendigen Anpressdruck und damit Reibschluss.For fixing the lamp 3 on the mounting element 4 is a recess 9 in the mounting element 4 stamped, extending from the bottom of the mounting element 4 extends to the top, so is continuous, but this does not exclude the recess 9 also form a blind hole. The lamp 3 is with its housing base 5 positively in the recess 9 used. The holding force for fixing the lamp 3 in the mounting element 4 can by a warm conductive adhesive in the contact joint between housing base 5 and recess 9 done or by a sufficient contact pressure of the mounting element 4 in the contact joint on the housing base 5 is exercised, resulting in a clamping seat of the lamp 3 in the recess 9 causes. In the present embodiment, the recess is for this purpose 9 with undersize relative to the housing base 5 produced, so when plugging in the housing base 5 the recess 9 is stretched elastically. The activated material-immanent restoring forces generate over the entire circumference of the housing base 5 for a secure hold of the lamp 3 necessary contact pressure and thus friction.

Das Leuchtmittel 6 und gegebenenfalls die elektronischen Bauteile 7 entwickeln im Betrieb der Leuchte 3 eine enorme Wärme, die im Weiteren von der Leuchte 3 abgeleitet und an die Umgebung übertragen werden muss. Aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Montageelements 4 und der Wärmekopplung zwischen Montageelement 4 und Gehäusesockel 5 findet ein Wärmeübergang von der Leuchte 3 in das Montageelement 4 statt, der durch den Pfeil 10 versinnbildlicht ist. Infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit des Montageelements 4 in Plattenebene erfolgt eine rasche Verteilung der Wärme innerhalb des gesamten Montageelements 4, die im Weiteren über dessen Oberseite und Unterseite kontinuierlich an die Umgebung abgegeben wird.The light source 6 and optionally the electronic components 7 develop during operation of the luminaire 3 a tremendous warmth, which is further from the light 3 must be derived and transmitted to the environment. Due to the thermal conductivity of the mounting element 4 and the heat coupling between the mounting element 4 and housing socket 5 finds a heat transfer from the lamp 3 in the mounting element 4 held by the arrow 10 is symbolized. Due to the high thermal conductivity of the mounting element 4 In plate level, a rapid distribution of heat within the entire mounting element takes place 4 , which is further discharged via the top and bottom continuously to the environment.

Das in 2 dargestellte Beleuchtungssystem 1 unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen durch die Anordnung eines aus Aluminium bestehenden Flansches 11 an der freien Stirnseite des Gehäusesockels 5. Mit seinem seitlichen Überstand 12 liegt der Flansch 11 auf der Oberseite des Montageelements 4 auf, womit einem Lösen der Leuchte 3 nach unten aus der Ausnehmung 9 vorgebeugt wird. Gleichzeitig wird die Wärme aus dem Gehäusesockel 5 in den Flansch 11 eingeleitet, von wo sie zum einen an die Umgebung abgegeben und im Übrigen dem Montageelement 4 zugeführt wird.This in 2 illustrated lighting system 1 differs from the above-described by the arrangement of an existing aluminum flange 11 on the free end of the housing base 5 , With its lateral projection 12 is the flange 11 on top of the mounting element 4 on, bringing a release of the lamp 3 down from the recess 9 is prevented. At the same time, the heat from the housing base 5 in the flange 11 initiated, from where on the one hand to the environment and, moreover, the mounting element 4 is supplied.

Ein weiteres unterscheidendes Merkmal betrifft das Montageelement 4, das in der in 2 gezeigten Ausführungsform mit einem Kühlsystem 13 ausgerüstet ist. Zum Kühlsystem 13 gehören Rohre 14, die innerhalb des Querschnitts des Montageelements 4 verlaufen und von einem Kühlmedium durchströmt sind. Die in das Montageelement 4 eingetragene Wärmemenge wird somit über die Rohre 14 dem Kühlmedium zugeführt und von diesem abtransportiert.Another distinguishing feature relates to the mounting element 4 that in the in 2 shown embodiment with a cooling system 13 equipped. To the cooling system 13 include pipes 14 that are inside the cross-section of the mounting element 4 run and flowed through by a cooling medium. The in the mounting element 4 registered amount of heat is thus on the pipes 14 fed to the cooling medium and transported away from this.

Die 3 und 4 haben jeweils eine erfindungsgemäße Ausführungsform zum Gegenstand, mit der der Halt der Leuchte 3 im Montageelement 4 verbessert wird. Das gemeinsame Grundprinzip beider Ausführungsformen besteht darin, dass sich der Gehäusesockel 5 zumindest über einen Umfangsabschnitt in Richtung des freien stirnseitigen Endes des Gehäusesockels 5 weitet. Dadurch stellt sich in der Kontaktfuge zwischen Montageelement 4 und Gehäusesockel 5 eine Verriegelungswirkung ein, die die Leuchte 3 sicher in der Ausnehmung 9 fixiert.The 3 and 4 each have an embodiment of the invention to the object, with the maintenance of the lamp 3 in the mounting element 4 is improved. The common basic principle of both embodiments is that the housing base 5 at least over a peripheral portion in the direction of the free end-side end of the housing base 5 expands. This raises in the contact joint between mounting element 4 and housing socket 5 a locking effect that the light 3 safe in the recess 9 fixed.

Gemäß 3 kann der Gehäusesockel 5 zu diesem Zweck eine konvexe Wölbung 15 besitzen, der die Innenwandung der Ausnehmung 9 aufgrund der Elastizität des Materials des Montageelements 4 formschlüssig folgt. Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform wird ein entsprechender Effekt durch einen sich über die Höhe konisch weitenden Umfangsabschnitt 16 erzielt, der gegebenenfalls an seinem freien Rand eine Fase 17 aufweisen kann, um das Einfädeln des Gehäusesockels 5 in die Ausnehmung 9 zu erleichtern.According to 3 can the housing base 5 for this purpose a convex curvature 15 own, the the inner wall of the recess 9 due to the elasticity of the material of the mounting element 4 positively follows. At the in 4 illustrated embodiment, a corresponding effect by a conically over the height expanding peripheral portion 16 achieved, where appropriate, at its free edge a chamfer 17 may include threading the housing base 5 into the recess 9 to facilitate.

Die Ausführungsformen gemäß der 5 und 6 zeigen ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem 1, dessen Montageelement 4 gleichzeitig Deckenelement ist, also einen Teil des Deckensystems verkörpert. Wie 5 zeigt kann dies in Kombination mit einer abgehängten Decke 18 der Fall sein, wo die Montageelemente 4 als plattenförmige Deckenelemente im lichten Abstand zur massiven Decke 19 eines Gebäudes mit Hilfe nicht dargestellter Halter aufgehängt sind. Die Wärmedissipation erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel passiv über die Ober- und Unterseite des Montageelements 4 unter anderem in den lichten Raum 20 zwischen Decke 19 und abgehängter Decke 18, wobei der Raum zur Steigerung der Kühlwirkung gegebenenfalls auch hinterlüftet sein kann.The embodiments according to the 5 and 6 show an inventive lighting system 1 , its mounting element 4 is at the same time a ceiling element, ie a part of the ceiling system. As 5 This can be combined with a suspended ceiling 18 be the case where the mounting elements 4 as plate-shaped ceiling elements at a clear distance from the solid ceiling 19 a building are hung by means not shown holder. The heat dissipation occurs in the illustrated embodiment passively on the top and bottom of the mounting element 4 among other things in the clear space 20 between ceiling 19 and suspended ceiling 18 , Where appropriate, the space to increase the cooling effect can also be ventilated.

Im Unterschied dazu zeigt 6 eine Variante, bei der das Beleuchtungssystem 1 großflächig unmittelbar an der Unterseite einer massiven Decke 19 angeordnet ist. Dazu können die Montageelemente 4 mit ihrer Oberseite mit der Decke 19 flächig verklebt sein, vorzugsweise mit einem thermisch leitfähigen Kleber, um die Wärmekopplung zur Decke 19 sicherzustellen. Bedingt durch die gute Wärmeleitfähigkeit des Montageelements 4 in der Plattenebene wird die Wärme großflächig und äußerst wirkungsvoll in die Decke 19 eingetragen. Da solche Decken 19 zumeist aus einem mineralischen Material wie zum Beispiel Beton mit hoher spezifischer Wärmekapazität bestehen, kann die Wärme dort gespeichert werden. Ist die Decke 19 wie in 6 dargestellt mit einem Kühlsystem 13 ausgerüstet, so kann die aus dem Beleuchtungssystem 1 in die Decke 19 eingetragene Wärmemenge über das Kühlsystem 13 der Decke 19 wieder entzogen werden, mit dem Vorteil, dass sich das Deckenbauteil nicht nennenswert erwärmt.In contrast, shows 6 a variant in which the lighting system 1 large area directly at the bottom of a massive ceiling 19 is arranged. These can be the mounting elements 4 with her top with the ceiling 19 be glued surface, preferably with a thermally conductive adhesive to the heat coupling to the ceiling 19 sure. Due to the good thermal conductivity of the mounting element 4 in the plate level, the heat is large and extremely effective in the ceiling 19 entered. Because such ceilings 19 usually consist of a mineral material such as concrete with high specific heat capacity, the heat can be stored there. Is the ceiling 19 as in 6 shown with a cooling system 13 equipped, so can the out of the lighting system 1 in the ceiling 19 registered amount of heat through the cooling system 13 the ceiling 19 be withdrawn again, with the advantage that the ceiling component does not heat appreciably.

Die in 7 dargestellte Ausführungsform der Erfindung entspricht weitestgehend der unter 2 beschriebenen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Im Unterschied dazu besitzt die Leuchte 3 jedoch anstelle eines Flansches 11 mehrere stab- oder plattenförmige Spreizelemente 21, die schwenkbar an der Rückseite der Leuchte 3 angelenkt sind. Dazu ist mittig an der Stirnseite des Gehäusesockels 5 ein Schwenkgelenk 22 angeordnet, an dem die Spreizelemente 21 mit ihrem einen Ende befestigt sind und aus einer zur Symmetrieebene 2 hin zusammengeklappten Ausgangsstellung in eine quer zur Symmetrieebene 2 verlaufende Haltestellung aufklappbar sind. Der Energie für die Klappbewegung kann beispielsweise von einer nicht dargestellten vorgespannten mechanischen Feder bereitgestellt werden, vergleichbar dem Funktionsprinzip eines Federklappdübels, die gleichzeitig die Spreizelemente 21 in ihrer aufgeklappten Lage hält. Nach ihrem Aufklappen hintergreifen die Spreizelemente 22 mit ihrem Überstand über den Gehäusesockel 5 das Montageelement 4 und verhindern so, dass sich die Leuchte 3 nach unten aus dem Montageelement 4 löst.In the 7 illustrated embodiment of the invention largely corresponds to the under 2 described so that reference is made to avoid repetition of the statements there. In contrast, has the light 3 but instead of a flange 11 several rod or plate-shaped spreading elements 21 , which swivels to the back of the lamp 3 are articulated. This is centered on the front side of the housing base 5 a swivel joint 22 arranged on which the spreading elements 21 are fastened with their one end and one from the plane of symmetry 2 folded home position in a transverse to the plane of symmetry 2 extending holding position are hinged. The energy for the folding movement can be provided for example by a biased mechanical spring, not shown, comparable to the functional principle of a spring-loaded anchor, which at the same time the spreading elements 21 keeps in its unfolded position. After unfolding, the spreading elements engage behind 22 with its projection over the housing base 5 the mounting element 4 and prevent so that the light 3 down from the mounting element 4 solves.

Die Erfindung ist nicht allein auf die beschriebenen Merkmalskombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst ebenso Merkmalskombinationen unterschiedlicher Ausführungsbeispiele, soweit diese an den Sinn und Zweck der Erfindung anknüpfen. Beispielsweise kann bei allen Ausführungsformen die Leuchte 3 mittels eines thermisch leitfähigen Klebers in der Ausnehmung 9 des Montageelements 4 fixiert sein oder der Gehäusesockel 5 kann an seinem freien stirnseitigen Ende einen Flansch 11 aufweisen. Auch ist es bei allen Ausführungsformen möglich, ein Kühlsystem 13 in das Montageelement 4 zu integrieren.The invention is not limited solely to the described combinations of features of the individual embodiments, but also includes combinations of features different embodiments, as far as they are based on the purpose of the invention. For example, in all embodiments, the light 3 by means of a thermally conductive adhesive in the recess 9 of the mounting element 4 be fixed or the housing base 5 can at its free frontal end a flange 11 exhibit. It is also possible in all embodiments, a cooling system 13 in the mounting element 4 to integrate.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Beleuchtungssystemlighting system
22: Symmetrieebeneplane of symmetry
33: Leuchtelamp
44: Montageelementmounting element
55: Gehäusesockelhousing base
66: LEDLED
77: Elektronisches BauteilElectronic component
88th: Reflektorreflector
99: Ausnehmungrecess
1010: Pfeil WärmeübergangArrow heat transfer
1111: Flanschflange
1212: ÜberstandGot over
1313: Kühlsystemcooling system
1414: Rohrpipe
1515: Konvexe WölbungConvex curvature
1616: Konischer UmfangsabschnittConical peripheral section
1717: Fasechamfer
1818: Abgehängte DeckeSuspended ceiling
1919: Massivdeckesolid ceiling
2020: Raumroom

Claims

Lighting system for surface components such as ceilings ( 19 ) or walls with at least one luminaire ( 3 ) and at least one mounting element ( 4 ) for fixing the lamp ( 3 ) on the surface component, wherein the luminaire ( 3 ) a housing with a housing base ( 5 ) and with the housing base ( 5 ) on the mounting element ( 4 ), characterized in that the mounting element ( 4 ) consists of expanded graphite and at least one recess ( 9 ) in which the luminaire ( 3 ) with its housing base ( 5 ) is arranged positively, wherein the housing base ( 5 ) widens toward its free end face at least over a partial circumferential surface.

Lighting system according to claim 1, characterized in that the mounting element ( 4 ) has a density between 0.02 g / cm ³ and 0.8 g / cm ³ , preferably between 0.1 g / cm ³ and 0.5 g / cm ³ .

Lighting system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the mounting element ( 4 ) has plate-like shape and a thermal conductivity in the plane of the mounting element ( 4 ) between 4 W / m · K and 80 W / m · K, preferably between 20 W / m · K and 50 W / m · K.

Lighting system according to claim 3, characterized in that the thermal conductivity in the plane of the mounting element ( 4 ) is greater than perpendicular to it.

Lighting system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the recess ( 9 ) in the mounting element ( 4 ) with undersize in comparison to the housing base ( 5 ) is formed and the lamp ( 3 ) in the clamping seat in the recess ( 9 ) is arranged.

Lighting system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lamp ( 3 ) in the recess ( 9 ) is glued.

Lighting system according to claim 1, characterized in that the housing base ( 5 ) widens conically or convexly.

Lighting system according to one of claims 1, characterized in that the housing base ( 5 ) at its free end face a flange-like extension ( 11 ) having.

Lighting system according to one of claims 8, characterized in that the housing base ( 5 ) at its free end face one or more spreading elements ( 21 ), which after insertion of the housing base ( 5 ) in the mounting element ( 4 ) and the mounting element ( 4 ) for securing the position of the luminaire ( 3 ) behind.

Lighting system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the surface component is a suspended ceiling ( 18 ) and the mounting element ( 4 ) a ceiling element of the suspended ceiling ( 18 ).

Lighting system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the surface component is a solid ceiling ( 19 ) and the mounting element ( 4 ) directly at the bottom of the ceiling ( 19 ) is attached.

Lighting system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the mounting element ( 4 ) a cooling system ( 13 ), preferably pipes ( 14 ), which are flowed through by a cooling medium.

Lighting system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the mounting element ( 4 ) is provided on its top and / or bottom with a functional layer.