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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Einrichtung dünner, ästhetischer Panels, in denen die Beleuchtung der Lichtleiter sowohl von beiden Seiten (Stirnseiten) als auch von der Unterseite (Innenseite) oder von innen realisiert ist. Diese Panels sind für die Beleuchtung von Räumen, Aufhellung von Informationstableaus, von dünnen Werbetafeln, für variable Beleuchtung von dünnen Displays, die eine Hintergrundbeleuchtung benötigen, deren wichtigsten Eigenschaften Kompaktheit und flache Ausführung sind, ausgelegt:
- – Stärke;
- – Bequemlichkeit der Platzierung;
- – Ästhetik;
- – Design.
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Beleuchtungspanels, in den für die Beleuchtung Leuchtdioden, OLEDs oder andere Beleuchtungsquellen verwendet werden, benötigen eine spezielle Stromversorgung – die Treiber. Der Treiber gewährleistet die Erhaltung der erforderlichen Parameter der Spannung und Stärke des durch das Leuchtelement fließenden Stromes. Das Versetzen des Treibers von dem Beleuchtungspanel ist unerwünscht, weil die Änderungen der Parameter des Leiters beim Versetzen des Treibers zur Änderung der Einspeisungsparameter führt, was sich nachteilig auf den Betrieb des Beleuchtungspanels auswirken würde. Deshalb wird der Treiber in der Regel neben dem Beleuchtungspanel platziert.
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Ein typischer Treiber hat die Form einer Leiste. Es ist ein Problem diese Leiste an ein Beleuchtungspanel anzugliedern, besonders, wenn das Beleuchtungspanel eine geringe Höhe haben soll und keine Hängedecke oder spezielle Nische vorhanden sind. Ein besonders großes Problem entsteht, wenn ein größerer Bereich mit solchen flachen Beleuchtungspanels zu beleuchten ist. Die Kosten für eine Hängedecke sind ziemlich hoch, und sie ”stiehlt” auch die Höhe des Raumes.
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Diese Erfindung löst das Problem der Anordnung der Treiber und eröffnet neue Möglichkeiten der Platzierung von flachen Beleuchtungspanels.
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2. Stand der Technik
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Es sind folgende dünne Beleuchtungspanels bekannt:
- (1) WO2011/057457 A1 – Ultradünnes LED-Panel. Die Beleuchtung des Lichtleiterkörpers ist an den Stirnseiten des Lichtleiters angeordnet. Nachteile: Die Platzierung des Treibers ist nicht angegeben. Aus der Anmeldung ist nicht zu erkennen, dass es eine technische Lösung für die Platzierung des Treibers gibt.
- (2) WO2009102066 – Dünnes LED-Panel. Die Beleuchtung des Lichtleiterkörpers ist an den Stirnseiten des Lichtleiters angeordnet. Inhalt der Erfindung – Maßnahmen für ein homogenes Beleuchtungsfeld. Nachteile: Die Platzierung des Treibers ist nicht angegeben. In der Anmeldung ist keine technische Lösung für die Platzierung des Treibers vorhanden.
- (3) WO2011103535 – Dünnes LED-Modul-Panel, aus denen Beleuchtungssysteme verschiedener Größen zusammenstellbar sind. Nachteile: Die Platzierung des Treibers ist nicht angegeben. In der Anmeldung ist keine technische Lösung zur Platzierung des Treibers vorhanden.
- (4) US2012/0287631 A1 – Dünnes flaches LED-Modul-Panel. Die Beleuchtung des Lichtleiterkörpers ist an den Stirnseiten des Lichtleiters angeordnet. Das Ziel der Erfindung ist eine gleichmäßige Lichtverteilung. Nachteile: Die Stromversorgung ist an der Rückseite des Beleuchters angebracht.
- (5) US20100254121 – LED-Deckenleuchte. Die Beleuchtung des Lichtleiterkörpers ist an den Stirnseiten des Lichtleiters angeordnet. Die Erfindung löst das Problem einer gleichmäßigeren Lichtintensität, mit dem Ziel einer effizienteren Nutzung. Nachteile: Die Stromversorgung befindet sich auf der Rückseite der Leuchte.
- (6) WO2013058013 – Flache LED-Leuchte. Der Lichtleiter wird von unten (von innen) beleuchtet. Die Erfindung löst das Problem der Erhöhung des Öffnungswinkels des Beleuchtungsdiagramms. Nachteile: Die Stromversorgung befindet sich auf der Rückseite der Leuchte und erhöht ihre Größe.
- (7) US20110063829 – Leuchte im leichten Stahlrahmen. Die Beleuchtung des Lichtleiterkörpers erfolgt an den Stirnseiten des Lichtleiters. Nachteile: Die Stromversorgung ist auf der Rückseite der Leuchte angebracht.
- (8) US20120300437 – Konfigurierbare Deckensysteme. Die Richtung der Beleuchtung des Lichtleiters ist nicht angegeben. Es sind konfigurierbare dünne Beleuchtungssysteme mit einem speziell entwickelten Treiber, der gleichzeitig mehrere Panels einspeist und aus ästhetischen Gründen unter den Deckenplatten verborgen ist. Nachteile: Der verkleidete Treiber befindet sich auf der Rückseite der Leuchte. Diese Lösung ist nicht ästhetisch und sie schränkt die Designmöglichkeiten ein. In der Beschreibung wurde der Platzierung des Treibers viel Aufmerksamkeit geschenkt. Der Autor weist auf Maßnahmen hin, um den Treiber zu verbergen. Aus der Anmeldung folgt, dass die Platzierung des Treibers ein ernstes Problem ist, das die Design-Möglichkeit der Leuchten begrenzt.
- (9) US20100284185 – Niederprofil-OLED Leuchte für Hängedecken. Der Erfinder stellt sich die Aufgabe, die Bauhöhe der Leuchte zu minimieren. Der Autor begründet die Notwendigkeit, die Stärke der Leuchte zu reduzieren, und spricht über die deutliche Minderung der Stärke der Leuchte und der Kosten.
Nachteile: Die Stromversorgung befindet sich auf der Rückseite der Leuchte und erhöht deren Größe und die Höhe der Einbaufläche.
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Zusammenfassung und Schlussfolgerung
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Aus dem Stand der Technik folgt:
- 1) Es wurden dünne Beleuchtungspanels entwickelt. Für ihre Arbeit wird ein Treiber benötigt. In vielen Erfindungen zu diesem Thema wird das Problem der Treiberplatzierung nicht erläutern, z. B. in den Patenten (1), (2), (3), obwohl den Autoren die Notwendigkeit an dünnen Beleuchtungspanels bewusst war.
- 2) Es wurden dünne Beleuchtungspanels entwickelt. Deren Autoren platzieren die Treiber, in der Regel, auf der Rückseite der Panels, z. B. in den Patenten: (4), (5), (7), (8), (9). Nachteile: Vergrößerung der Panelstärke hat eine Einschränkung der Platziermöglichkeit des Panels als Folge.
- 3) Einige Autoren schenken der Kompaktheit der Treiberplatzierung eine Menge Aufmerksamkeit, was für die Relevanz der vorliegenden Erfindung spricht, z. B. in den Patenten (8), (9). Im Patent (9) wird eine Berechnung aufgestellt, die zeigt, dass durch das Anbringen von dünneren Leuchten und den Verzicht auf die Hängedecken in einem 40-stöckigen Gebäude die Möglichkeit besteht, Materialien für eine weitere Etage einzusparen.
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Aus dem Stand der Technik folgt somit, dass das Problem der Treiberplatzierung in dünnen Leuchten bis heute nicht gelöst wurde, obwohl es sehr aktuell ist. Weiterhin folgt, dass viele versuchen das Problem der kompakten Platzierung zu lösen. Die vorliegenden Erfindungen erfüllen jedoch nicht diese Anforderungen.
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3. Erläuterung der Erfindung
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Problem
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Die vorliegende Erfindung löst das Problem der optimalen Platzierung des Treibers in den dünnen Beleuchtungspanels.
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Das Wesen des Problems ist das Nichtübereinstimmen der Stärke des Treibers und der dünnen Beleuchtungspanels. Da der Treiber in unmittelbarer Nähe vom Beleuchtungspanel zu platzieren ist, verhindert die Stärkedifferenz die kompakte Platzierung in einer Ebene.
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Lösung
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In der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, den Treiber am Rand des Rahmens des dünnen Beleuchtungspanels zu platzieren.
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Die vorgeschlagene technische Lösung führt zu Folgendem:
- 1) die Notwendigkeit einer Hängedecke (Verdeckungsmaßnahmen) entfällt;
- 2) unnötige Arbeiten zum Versenken der Leuchte oder des Treibers in der Wand oder Decke entfallen;
- 3) wesentliche Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten der dünnen Panels, ihre Platzierung und Design.
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Wesen der Erfindung
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In dieser Erfindung wird vorgeschlagen, den Treiber im Rahmen des dünnen Panels an den Randseiten anzubringen. Der Treiber ist so ausgelegt, dass er bequem in der Rahmenkonstruktion verteilt wird und nicht über das Höhenlimit heraus ragt.
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Die Breite des Treibers wird vernünftigerweise so minimiert, dass die Rahmenbreite des Beleuchtungspanels nicht erhöht wird.
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Die Optimierung der Treibergröße wird durch Auswahl der entsprechenden Elemente des Treibers erreicht.
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Mit Nutzung dieser Erfindung und bei richtiger Anbringung des Treibers wird die Stärke des Beleuchtungspanels durch die Stärke seiner Rahmenkonstruktion bestimmt.
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Die vorgeschlagene technische Lösung macht es möglich, eine dünne und elegante Konstruktion des Beleuchtungspanels mit integriertem Treiber zu konstruieren.
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Die Methode der Platzierung des Treibers kann wie folgt benutzt werden:
- 1) in den Beleuchtungspanels mit Anleuchten der Seitenkanten (seitwärts), Patente (1), (2), (4), (5) und (7). Prinzipielles Schema auf 1.1
- 2) in den Beleuchtungspanels mit Anleuchten von unten (innen), Patent (6). Prinzipielles Schema auf 1.2
- 3) in allen anderen Fällen der dünnen Beleuchtungspanels, z. B., wie in den Patenten (8), (9), wo Organic LED (OLED) Panels verwendet werden. Prinzipielles Schema auf 1.3
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Stärke des Beleuchtungspanels um das Vielfache zu reduzieren und sie vergleichbar mit der Baustärke des Lichtleiters zu machen.
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Diese Verarbeitung bringt den Konstrukteur zur idealen Design-Lösung – das Beleuchtungspanel ist praktisch nicht da (es ist sehr dünn), und die Aufgabe ist erfüllt – das Beleuchtungspanel leuchtet. Der Treiber ist nicht da (nicht sichtbar) und das Beleuchtungspanel funktioniert.
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4. Vorteile der Erfindung
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Die vorgeschlagene Methode der Platzierung des Treibers ermöglicht folgende nützlichen Effekte der Erfindung:
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• Einfache Installation
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Die Zeit für die Installation des Beleuchtungspanels reduziert sich. Die Notwendigkeit der Versenkung des Treibers in der Wand oder Decke entfällt. Es besteht keine Notwendigkeit mehr, eine Hängedecke und andere Verkleidungen bereitzustellen. Dies ermöglicht beim Ausstatten des Gebäudes eine schnelle Montage der Beleuchtung.
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• Designer-Möglichkeiten
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Erhebliche Erweiterung der Möglichkeiten beim Einbringen eines einzelnen Beleuchtungspanel oder Tableaus. Aus den flachen Panels ist es sehr bequem verschiedene flache Tableaus und Beleuchtungssysteme zu bilden. Die aus solchen Panels zusammengestellten Systeme können nicht nur flach sondern auch voluminös sein. Beispiele der Zusammenfügung der Panels in flache und voluminöse Systeme sind in den Patenten (3), (4), (8) aufgeführt.
- • Für den Designer erweitern sich globale Möglichkeiten für die Bildung sehr anspruchsvoller Beleuchtungs- und Informationssysteme. Durch Variation der Anzahl der Panels kann die Lichthelligkeit reguliert werden. Durch das Kippen oder durch die vertikale Aufhängung der Systeme, können Beleuchtungswinkel variabel eingestellt werden. Die Notwendigkeit an Nischen und Hängedecken, um die Treiber zu ”versteckten”, entfällt somit vollständig.
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• Ästhetische Eigenschaften
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Ein dünnes Beleuchtungspanel praktisch auf einer Ebene mit der Wand oder der Decke wirkt viel ästhetischer, wenn dahinter kein Treiber herausragt.
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• Nutzungseigenschaften
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Komfortable einfache Platzierung des Panels. Schnelles Übertragen des Panels beim Umbau. Diese Eigenschaften ermöglichen ein schnelles Erstellen und Betreiben einer kostengünstigen Beleuchtung zur richtigen Zeit, am richtigen Ort, ohne Hängedecken, Nischen, usw.
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• Optimierung der Wärmeabfuhr
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die gleichzeitige Verwendung des Rahmens des Beleuchtungspanels zum Lösen der Aufgabe der Wärmeableitung und Wärmestreuung vom Treiber:
- – Installation von sperrigen Wärmetauscher wird vermieden oder deren Größe reduziert;
- – zusätzliche Minimierung die Treibergröße;
- – führt zu einer Reduzierung der Kosten des Beleuchtungspanels.
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In diesem Fall empfiehlt es sich, den Rahmen aus einem Material mit einer ausreichenden Wärmeleitfähigkeit herzustellen.
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• Reduzierung der elektromagnetischen Störungen
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung des Rahmens des Beleuchtungspanels zum Absorbieren der elektromagnetischen Störungen, die von Treiber verursacht werden. Dieser Rahmen muss aus einem Material bestehen, das die elektromagnetische Strahlung absorbiert. Der Treiber bzw. seine stärker strahlende Blöcke sollten in einem geschlossenen Rahmenkasten platziert werden. Diese zusätzliche Anwendung des Gehäuses des Beleuchtungspanels ermöglicht:
- – die elektromagnetische Ökologie des Raumes, in dem das Beleuchtungspanel genutzt wird, zu verbessern;
- – auch die Herstellungskosten im Vergleich dazu senken, wenn der Konstrukteur ein zusätzliches absorbierendes Gehäuse für die Platzierung des Treibers verwendet hätte.
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• Nutzung des Rahmens als Gehäuse für den Treiber
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Bei der Platzierung des Treibers im Rahmen des Beleuchtungspanels kann der Rahmen des Panels als Gehäuse für den Treiber genutzt werden. Legt man den Treiber in den vollständig geschlossenen Querschnitt des Rahmens oder in den Querschnitt mit einem verschließbaren Deckel, entfällt die Notwendigkeit eines Gehäuses für den Treiber.
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• Reduzieren des Materialverbrauches und der Kosten für das Panel
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung des Rahmens des Beleuchtungspanels für mehrere Zwecke:
- 1) als ein wärmeabführendes und wärmestreuendes Flächenelement für die Elemente des Treibers;
- 2) als eine elektromagnetische Abschirmung;
- 3) als Gehäuse des Treibers.
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Dies reduziert die Anzahl von Komponenten, was zu einem geringeren Verbrauch an Material und geringeren Kosten für das Beleuchtungspanel führt.
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• Geringere Kosten – Materialkapazität bei Montage und Kosten des Gebäudes
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Die vorliegende Erfindung macht die Verwendung einer Hängedecke und anderer verdeckenden Strukturen unnötig. Dadurch werden sowohl Mittel und Materialien für die Verdeckungsausrüstung als auch Kosten für die Installationsleistungen gespart. Die erhebliche Einsparung an den Wänden des Gebäudes wird im Patent (9) erläutert. Wenn bei der Projektierung eines Gebäudes unsere dünnen Beleuchtungspanels eingeplant werden, ist es möglich, die Hängedecke völlig wegzulassen. Dann können die Wände des Gebäudes jeweils 10–15 cm niedriger sein. Folglich wirkt sich die Höheneinsparung der Wände in einem 20–30 stöckigen Gebäude in einer ganzen Etage aus.
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5. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Prinzipien der Beleuchtung des Lichtleiters
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Die Varianten der Beleuchtung des Lichtleiters sind in 1.1, 1.2 und 1.3 dargestellt.
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Varianten – Ansicht des Beleuchtungspanels von oben (oder von der Rückseite) mit mehreren Varianten der Treiberplatzierung am Rande des Beleuchtungspanels: 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7.
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Varianten des Rahmenquerschnitts des Beleuchtungspanels bei der Platzierung des Treibers im Rahmen sind in 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 und 3.7 dargestellt.
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6. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Varianten der Beleuchtung des Lichtleiters
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Das Querschnittbild des Gehäuses des Beleuchtungspanels mit Beleuchtung an den Stirnseiten (seitwärts) (3), wenn der Treiber (4) im Rahmen (1) platziert ist, ist in 1.1 dargestellt.
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Das Querschnittbild des Rahmens des Beleuchtungspanels mit Beleuchtung von unten (3) (von innen), wenn der Treiber (4) im Rahmen (1) platziert ist, ist in 1.2 dargestellt.
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Das Querschnittbild des Rahmens des Beleuchtungspanels mit Beleuchtung von innen (OLED) (3), wenn der Treiber (4) im Rahmen (1) platziert ist, ist in 1.3 dargestellt.
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Ausführungsvarianten im Plan
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In der Ansicht von oben (oder Rückseite) des Beleuchtungspanels in den 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 sind mehrere Optionen für die Positionierung des Treibers oder der Treiber-Komponenten dargestellt.
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Es macht Sinn, den Treiber (4) auf Knoten zu teilen und sie gleichmäßig im Gesamtrahmen des Beleuchtungspanels zu verteilen.
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Die Treiber können verschiedener Komplexität und Leistung sein und dementsprechend eine unterschiedliche Fläche und Volumen einnehmen. In 2.1 ist eine Variante der Platzierung des Treibers dargestellt, der das ganze Beleuchtungspanel speist. Für die Bequemlichkeit der Platzierung des Treibers und die Reduzierung der Wärmelast kann die Breite einer der Seiten des Trägerrahmens des Beleuchtungspanels erhöht werden, so dass der Rahmen asymmetrisch ist. Dies ermöglicht die Platzierung des Treibers und führt zur Reduzierung der Wärmelast.
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In den 2.2, 2.3 wird eine Variante dargestellt, bei der die Treiber (oder einzelne Treiberelemente) gleichmäßig auf beiden Seiten des Rahmens des Beleuchtungspanels platziert sind. Dies ermöglicht eine effizientere Nutzung der Wärmeabfuhr der Konstruktion und der wärmestreuenden Fähigkeit des Beleuchtungspanels, um die Temperatur des Gehäuses und aller Elemente des Beleuchtungspanels zu reduzieren.
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In den 2.4, 2.5, 2.6 wird eine Variante aufgeführt, bei der die Treiber (oder einzelne Treiberelemente) an allen vier Seiten des Beleuchtungspanels angeordnet sind. Dies ermöglicht eine maximale Verteilung der durch die Treiber entwickelten Wärme im Rahmen des Beleuchtungspanels.
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In der 2.7 wird eine Variante dargestellt, bei der die Treiber (oder Treiberelemente) auf vier Rahmenseiten des sechseckigen Beleuchtungspanels angeordnet sind.
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Die Auswahl der Gesamtzahl der Treiber und des Grades ihrer Verteilung im Rahmen sind vom Typ des konkreten Treibers, von der Funktion Beleuchtungspanels und dessen Typs abhängig.
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Ausführungsvarianten im Querschnitt
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Nachfolgend sind die Varianten der Querschnittausführung des Rahmens des Beleuchtungspanels bei der Platzierung des Treibers im Rahnem dargestellt.
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Wie bereits in der Beschreibung des Wesens der Erfindung erwähnt wurde, kann die Methode der Platzierung des Treibers wie folgt verwendet werden:
- 1) in den Beleuchtungspanels mit Beleuchtung von Stirnseiten (seitwärts), Patente (1), (2), (4), (5), (7), veranschaulicht die 1.1;
- 2) in den Beleuchtungspanels mit Beleuchtung von unten (innen), Patent (6), in 1.2 dargestellt;
- 3) in allen anderen Fällen, dünne Beleuchtungspanels, z. B. in den Patenten (8), (9), wo Organic LED (OLED) verwendet werden, dargestellt in 1.3.
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Die Varianten der Treiberplatzierung im Querschnitt können ganz unterschiedlich sein und durch Minimierung der Höhe und der Breite des Treibers sowie in Abhängigkeit von den in der Konstruktion verwendeten Elemente bestimmt werden. Z. B, eine horizontale Platte in 3.1, 3.2, 3.6, 3.7.
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In den 3.3, 3.4, 3.5 wird die Anordnung einer vertikalen Platte gezeigt. In einem Treiber sind verschiedene Anordnungskombinationen der Leiterplatten, seiner Blöcke oder Einheiten, sowohl vertikal als auch horizontal, und unter verschiedenen Zwischenwinkeln möglich. Neben der optimalen Verpackung der Treiberelemente kann der Konstrukteur der Optimierung von Wärmeableitung, Wärmestreuung und Minimierung elektromagnetischer Störungen beitragen.
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Außerdem ist es möglich, den Treiber, komplett oder eines seiner Teile, in einem zusätzlichen Gehäuse zu platzieren. In ein zusätzliches Gehäuse wird nur der hochfrequente Teil des Treibers eingebaut, um die emittierten elektromagnetischen Störungen zusätzlich zu absorbieren. Diese Ausführungsform kann in Räumen mit sehr hohen Anforderungen an den Störungspegel, wie in 3.5 dargestellt, verwendet werden.
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Es kann ein geschlossener Kasten des Querschnittrahmens, wie in 3.6 gezeigt wird, angewandt werden. Ein solcher Kasten erhöht die Stabilität der Konstruktion auf Biegung und Torsion. Es ist sehr wichtig beim Bau ausgedehnter Rahmenkonstruktionen der Leuchten. Der Treiber kann in diesen geschlossenen Kasten am Ende des zerlegten Rahmens platziert werden. Für eine einfache Installation kann auch im Rahmenkasten eine spezielle Abdeckung vorgesehen werden.
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Eine mögliche Option wäre – offener Rahmen, wenn keine hohen Anforderungen für Störungen vorhanden sind. Die Variante eines vollständig oder teilweise offenen Treibers, z. B. für die Umsetzung futuristischer Entwürfe oder anderer Ideen des Designers, 3.7.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die o. g. Ausführungsformen begrenzt. Es sind Kombinationen und Modifikationen, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rahme des Beleuchtungspanels
- 2
- Körper des Beleuchtungspanels
- 3
- Richtung des Lichtstrahlung
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- Treiber des Beleuchtungspanels oder dessen Elemente
- 5
- Deckel
- 6
- Gelenk
- 7
- Gehäuse des Treibers
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/057457 A1 [0005]
- WO 2009102066 [0005]
- WO 2011103535 [0005]
- US 2012/0287631 A1 [0005]
- US 20100254121 [0005]
- WO 2013058013 [0005]
- US 20110063829 [0005]
- US 20120300437 [0005]
- US 20100284185 [0005]
