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Technisches Gebiet
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Die Erfindung geht aus von einer Leuchte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einem Verfahren zur Montage einer Leuchte.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind LED-Leuchten, z.B. Downlights, zur Befestigung an Deckenelementen bekannt. Solche Leuchten weisen dabei üblicherweise eine Fassung auf, die an einem Deckenelement befestigt wird, und einen Sockel mit dem daran angeordneten Leuchtmittel, der in die Fassung eingeklipst oder mittels eines Gewindes eingeschraubt wird.
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Gerade bei LED-Leuchten ist es wichtig beim Betrieb einer solchen Leuchte für eine ausreichende Wärmeabfuhr zu sorgen. Dazu können z.B. Kühlkörper vorgesehen werden und/oder es muss für eine ausreichende Luftzirkulation bzw. Warmluftabfuhr gesorgt werden. Nachteilig dabei ist, dass solche Leuchten dementsprechend sehr bauraumaufwendig sind, denn einerseits erfordert die Integration von Kühlkörpern Platz und andererseits muss gewährleistet werden, dass durch eine zu kompakte Bauweise kein Wärmestau durch nicht ausreichende Luftzirkulation oder Luftabfuhr entsteht. Darüber hinaus sind solche Maßnahmen zur Kühlung auch relativ material- und kostenaufwendig.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Leuchte und ein Verfahren zur Montage einer Leuchte bereitzustellen, welche eine kompaktere Bauweise ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Leuchte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Montage einer Leuchte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Leuchte weist eine Sockelanordnung auf, die eine geschlossene Seitenwandung mit einer ersten Innenseite und einer ersten Außenseite aufweist. Die Sockelanordnung umfasst ein Sockelelement und ein verformbares Halteelement. Dabei umgibt das Halteelement das Sockelelement an einer Außenseite zumindest bereichsweise umlaufend, so dass die erste Außenseite der Sockelanordnung zumindest zum Teil durch eine Außenseite des Halteelements gebildet ist. Weiterhin ist das Halteelement derart ausgebildet, dass es bei der Montage der Sockelanordnung an einem Objekt zur Ausbildung einer formschlüssigen Anlage an dem Objekt zum Halten der Sockelanordnung an dem Objekt verformbar ist.
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Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass Decken mit guten Wärmeleiteigenschaften oder einer Kühlfunktion als Wärmesenken genutzt werden können. Solche Decken sind z.B. abgehängte Decken mit Graphitplatten, oder auch betonkernaktivierte Decken. Um derartige Decken auch zur Kühlung von LED-Leuchten nutzen zu können ist eine entsprechende thermische Ankopplung der Leuchten an diese Decken erforderlich, was insbesondere durch übliche aus dem Stand der Technik bekannte Befestigungsmethoden von Sockeln mittels Verschraubungen oder Einklipsen in Fassungen nicht möglich ist. Bei diesen Methoden sind üblicherweise immer Fugen und Zwischenräume zwischen Sockel und Fassung zu finden, die einer guten thermischen Ankopplung des Sockels über die Fassung an Deckenelemente entgegenstehen.
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Dieses Problem löst die Erfindung auf besonders vorteilhafte Weise. Durch das Vorsehen eines Halteelements, welches zur Ausbildung einer formschlüssigen Anlage verformbar ist, wird es im Gegensatz zu anderen Befestigungsmechanismen ermöglicht, z.B. bei einer Anordnung der Sockelanordnung in einer Aussparung eines Deckenelements einen formschlüssigen, großflächigen und durchgehenden Kontakt zu einem Objekt, z.B. zum Deckenelement, automatisch herzustellen. Dadurch kann ein Wärmeleitpfad zwischen dem Sockelelement über das Halteelement zum Deckenelement hergestellt werden. Durch das Halteelement wird somit eine Wärmeabfuhr ermöglicht, ohne zu diesem Zweck separate Kühlkörper bereitstellen zu müssen, wodurch gleichzeitig auch eine deutlich kompaktere Bauweise von Leuchten ermöglicht wird.
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Zum anderen wird durch die Erfindung gleichzeitig auch eine besonders einfache und vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit einer Leuchte bereitgestellt. Dadurch, dass das Halteelement zur Ausbildung einer formschlüssigen Anlage an einem Objekt zum Halten verformbar ist, wird die Möglichkeit bereitgestellt, eine auf Reibschluss basierende Halterung des Sockelelement zu ermöglichen. Es sind also keine zusätzlichen Klipselemente oder Gewinde zur Anbringung der Sockelanordnung erforderlich, die, wie bereits erwähnt, eine ausreichende Wärmeabfuhr verhindern. Zudem kann dadurch der Kosten- und Materialaufwand reduziert werden.
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Bevorzugt ist das Halteelement dabei eine deformierbare und insbesondere komprimierbare Masse. Eine deformierbare Masse soll dabei die Eigenschaft besitzen, dass ihre geometrische Form veränderbar ist, wobei diese Eigenschaft gleichzeitig eine räumlich isotrope Eigenschaft der Masse sein soll. Eine komprimierbare Masse soll weiterhin die Eigenschaft besitzen, dass sie in der Weise verformbar ist, dass mit dieser Verformung der Masse eine Verringerung des Volumens im Vergleich zum unkomprimierten Zustand einhergeht. Die Kompressionseigenschaft soll dabei ebenfalls eine räumlich isotrope Eigenschaft der Masse sein. Weiterhin stellt eine komprimierbare Masse dabei einen Spezialfall einer deformierbaren Masse dar. Wobei eine deformierbare Masse wiederum unter den Oberbegriff eines verformbaren Halteelements fällt.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement gute Wärmeleiteigenschaften besitzt. Dadurch ist eine besonders effektive Wärmeabfuhr erreicht, die durch die Verformung und die damit verbundene maximale Flächenkontaktierung beim formschlüssigen Anlegen begünstigt ist. Ferner ist dann durch ein Bauteil, das Halteelement, Multifunktionalität durch das Halten und das Wärmeabführen erreicht.
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Das Halteelement ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zumindest zum Teil aus expandiertem Graphit gebildet. Expandiertes Graphit ist komprimierbar, insbesondere elastisch, und besitzt auch eine gute Wärmeleitfähigkeit, die zudem bei Kompression des expandierten Graphits noch zunimmt. Durch die elastischen Eigenschaften von expandiertem Graphit ist es möglich, eine formschlüssige Verbindung zu einem Objekt, insbesondere zu einem Deckenelement, herzustellen, auch wenn z.B. die Aussparung des Deckenelements Unebenheiten aufweist. Durch die komprimierbaren und elastischen Eigenschaften des Halteelements, insbesondere des aus expandiertem Graphit, wird es ermöglicht, bei einer Anbringung des Sockelelements durch Einpressen in eine Aussparung Oberflächenunebenheiten auszugleichen und sich formschlüssig an die Oberfläche anzupassen. Dies ermöglicht eine besonders gute thermische Anbindung als auch eine besonders stabile Halterung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Halteelement vollständig aus expandiertem Graphit ist.
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Es eignen sich aber auch andere Materialien bzw. bestimmte Verarbeitungsweisen von Metallen und Legierungen, wie z.B. Stahlwolle, allgemein Metallwollen aus Metallen oder Legierungen oder zumindest zum Teil elastische Metallschäume. Auch ist es besonders vorteilhaft, wenn das Halteelement jeweils vollständig aus dem jeweils genannten Material ausgebildet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Sockelelement zumindest zum Teil aus einem Metall und/oder einer Legierung gebildet. Um eine gute Wärmeabfuhr vom Sockelelement bewerkstelligen zu können, ist es natürlich auch vorteilhaft, wenn das Sockelelement ebenfalls eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Metalle und Legierungen weisen solche hohen Wärmeleitfähigkeiten auf und sind daher besonders gut zur Ausbildung des Sockelelements geeignet. Z.B. kann das Sockelelement aus Aluminium oder Stahl gebildet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Sockelelement an einer Außenseite, an welcher das Halteelement angeordnet ist, eine Oberflächenstruktur auf. Diese Oberflächenstruktur kann z.B. als Rillenstruktur, Sägezahnstruktur, Keilausformung, konvex und/oder konkav sein. Diese Oberflächenstruktur ermöglicht dabei eine bessere Haftung des Halteelements am Sockelelement. Zugleich wird durch diese Oberflächenstruktur eine Vergrößerung der Oberfläche, insbesondere der Kontaktfläche zwischen dem Sockelelement und dem Halteelement bewirkt, wodurch sich auch die Wärmeauskopplungseffizient der Auskopplung von Wärme aus dem Sockelelement in das Halteelement steigern lässt.
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Dabei kann die Oberflächenstruktur in Richtung der Längsachse des Sockelelements betrachtet mindestens eine Vertiefung aufweisen, in welche sich das Halteelement bei der Verformung zur Ausbildung einer Haltekraft senkrecht zur Längsachse hinein erstreckt. Die Oberflächenstruktur ergibt sich dabei durch die mindestens eine Vertiefung in Richtung der Längsachse, wobei die Vertiefung als eine Vertiefung in eine Richtung senkrecht zur Längsachse zu verstehen ist. Durch die verformbare Eigenschaft des Halteelements wird es auch hier ermöglicht, dass das Halteelement formschlüssig am Sockelelement zur Anlage kommt und sich so in Vertiefungen an der Außenseite des Sockelelements hineinerstreckt. Gleiches gilt auch für den Fall, dass die Oberflächenstruktur eine Erhöhung aufweist. Auch hierbei kann sich das Halteelement formschlüssig an die Oberflächenstruktur anpassen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sockelanordnung eine Mehrzahl an LEDs auf, die an der ersten Innenseite der Sockelanordnung angeordnet sind.
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Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da so die LEDs direkt mit dem Sockelelement gekoppelt sind und so eine besonders gute Wärmeabfuhr über das Sockelelement zum Halteelement und von diesem nach außen bewerkstelligt werden kann.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Sockelanordnung ringförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Ausbildung und Fertigung des Sockelelements und erleichtert zudem die Befestigung des Sockelelements.
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Des Weiteren kann das Sockelelement an der Außenseite einen Sitz aufweisen, auf welchem das Halteelement aufsitzt, wobei sich das Halteelement zumindest in einem nicht verformten Zustand weiter in eine Richtung senkrecht zur Längsachse der Sockelanordnung nach außen erstreckt als der Sitz. Durch diesen Sitz kann eine zusätzliche Stabilisation und Halterung des Halteelements am Sockelelement erreicht werden.
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Weiterhin kann das Sockelelement einen Frontflansch aufweisen, der das Halteelement frontseitig abdeckt. Dies verbessert das Erscheinungsbild der Leuchte, da bei einer Anbringung an einem Objekt, frontseitig nichts vom Halteelement zu sehen ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Leuchte ein Fassungselement auf, das eine zweite Innenseite und eine zweite Außenseite aufweist. Insbesondere ist dabei eine Geometrie der zweiten Innenseite derart korrespondierend zu einer Geometrie der ersten Außenseite der Sockelanordnung ausgebildet ist, dass die Sockelanordnung zumindest teilweise in das Fassungselement unter einer zumindest teilweisen Kompression des Halteelements einführbar ist, so dass die zweite Innenseite des Fassungselements die erste Außenseite der Sockelanordnung bei zumindest zum Teil in das Fassungselement eingeführter Sockelanordnung kontaktiert, und wobei das Fassungselement und die Sockelanordnung weiterhin derart ausgebildet sind, dass bei zumindest zum Teil in das Fassungselement eingeführter Sockelanordnung diese im Fassungselement durch eine durch die Kompression des Halteelements bewirkte Kompressionskraft haltbar ist.
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Auch hierbei wird durch das Halteelement ein großflächiger, formschlüssiger und durchgehender Kontakt zum Fassungselement bewerkstelligt, wodurch ein Wärmeleitpfad vom Sockelelement über das Halteelement zum Fassungselement bereitgestellt wird, der bei einer Anordnung der Leuchte an Decken mit guter Wärmeleitfähigkeit eine sehr gute Wärmeabfuhr ermöglicht.
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Weiterhin wird gleichzeitig noch eine besonders vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit einer Sockelanordnung an einem Fassungselement bereitgestellt. Dadurch, dass das Halteelement zur Ausbildung einer formschlüssigen Anlage verformbar ist und insbesondere komprimierbar ist, kann das Sockelelement einfach in das Fassungselement eingepresst werden und hält aufgrund dieser Presskraft. Diese Befestigungsmöglichkeit macht zudem den guten Wärmeabtransport vom Sockelelement erst möglich, da, wie bereits erwähnt, keine zusätzlichen Klipselemente oder Gewinde zur Anbringung der Sockelanordnung erforderlich sind, die eine ausreichende Wärmeabfuhr verhindern. Duch das verformbare Halteelement wird eine besonders gute thermische Ankopplung des Sockelelements an das Fassungselement ermöglicht wird und auch hierbei können Deckenelemente mit guten thermischen Leitfähigkeiten zur Wärmeauskopplung aus der Leuchte genutzt werden.
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Das zusätzliche Fassungselement hat darüber hinaus den Vorteil, dass so mehr Ausbildungs- und Anbringungsmöglichkeiten der Leuchte bereitstehen.
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Beispielsweise kann ein derartiges Fassungssystem besonders gut bei betonkernaktivierten Decken verwendet werden. Zur Anbringung von Leuchten in Betondecken werden üblicherweise die Fassungen von Leuchten in den Beton eingegossen. Die Leuchte gemäß diesem Ausführungsbeispiel stellt somit die Möglichkeit bereit, das Fassungselement beispielsweise dosenförmig auszubilden, so dass es einfach in Beton eingießbar ist. Durch dieses Eingießen wird automatisch auch eine gute thermische Ankopplung des Fassungselements an den Beton ermöglicht.
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Bevorzugt ist das Fassungselement aus einem wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium, gebildet. Für eine Anordnung der Leuchte, insbesondere des Fassungselements, an einer betonkernaktivierten Decke ist es dabei vorteilhaft, das Fassungselement aus einem Material mit einem vergleichbaren Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Beton, also z.B. Stahl, zu fertigen. Bei anderen Anwendungen, z.B. zur Anbringung in anderen Deckenelementen wie Kühldeckensegmenten aus Graphit, insbesondere expandiertem Graphit, ist dies nicht notwendig, da solche Deckenpaneele elastische Eigenschaften haben. Vorteilhaft ist dennoch eine Ausbildung des Fassungselements aus einem Metall, wie Stahl oder Aluminium, oder einer Legierung aufgrund deren guter Wärmeleiteigenschaften.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Fassungselement ringförmig mit einer Ringunterbrechung in Form eines Schlitzes ausgebildet. Ein derartig geschlitzter Ring kann besonders einfach in Deckenelemente eingebracht werden. Durch diese Ringunterbrechung kann das Fassungselement zusammengedrückt werden, so dass sich sein Radius verkleinert. So kann es einfach in eine kreisförmige Aussparung eingebracht werden und bei einem Loslassen kann sich das Fassungselement wieder weiten, d.h. sein Radius vergrößert sich wieder. Je nach Schlitzbreite kann das Fassungselement auch besonders gut an verschiedenen Radien von Aussparung, in welche es eingebracht werden soll, angepasst werden und ermöglicht somit einen guten Halt sowie auch eine gute formschlüssige Anbindung an ein Deckenelement.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Innenseite des Fassungselements eine Oberflächenstruktur auf. Auch hierbei kann die Oberflächenstruktur z.B. als Rillenstruktur, Sägezahnstruktur, Keilausformung, konvex und/oder konkav ausgebildet sein und ermöglicht eine bessere Haftung des Halteelements am Fassungselement sowie eine Steigerung der Wärmeauskopplungseffizienz.
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Dabei kann die Oberflächenstruktur in Richtung der Längsachse des Fassungselements betrachtet mindestens eine Vertiefung aufweisen, in welche sich das Halteelement bei der Verformung zur Ausbildung einer Haltekraft senkrecht zur Längsachse hinein erstreckt.
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Dadurch, dass das Halteelement zur Ausbildung einer formschlüssigen Anlage verformbar ist, und insbesondere komprimierbar bzw. elastisch ist, kann sich das Halteelement mit seiner Außenseite bei Einbringen der Sockelanordnung in das Fassungselement an die Oberflächenstruktur anpassen. So wird nicht nur eine kraftschlüssige Halterung der Sockelanordnung sondern zusätzlich auch eine formschlüssige Halterung bereitgestellt, z.B. zusätzlich zu dem durch die Presskraft auf das Fassungselement bewirkten Halt, die durch die Kompression des Halteelements bewirkbar ist.
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Somit entsteht durch die verformbaren Eigenschaften des Halteelements bei in das Fassungselement eingebrachter Sockelanordnung ein mechanisch fester Verbund mit guter Wärmeleitfähigkeit, wobei über die Oberflächenstruktur eine sowohl kraftschlüssige als auch formschlüssige besonders stabile Halterung der Sockelanordnung im Fassungselement bereitgestellt wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung entspricht eine Höhe des Fassungselements in Richtung der Längsachse des Fassungselements einer Höhe der Wandung des Sockelelements in Richtung der Längsachse des Sockelelements. Alternativ oder zusätzlich kann das Fassungselement auf dem Frontflansch des Sockelelements aufsitzen. So kann eine Leuchte in äußerst kompakter Bauweise bereitgestellt werden, die durch die korrespondierenden Höhen gleichzeitig eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage einer Leuchte mit einer Sockelanordnung, welche ein Sockelelement und ein verformbares Halteelement aufweist, das das Sockelelement an einer Außenseite zumindest bereichsweise umlaufend umgibt, wird bei der Montage der Sockelanordnung an einem Objekt das Halteelement derart verformt, dass es eine formschlüssige Anlage an dem Objekt zum Halten der Sockelanordnung an dem Objekt ausbildet.
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Die Verformung des Halteelements erfolgt dabei insbesondere in eine Richtung senkrecht zur Längsachse der Sockelanordnung. Beispielsweise kann das Halteelement bei der Montage an einem Objekt derart verformt und insbesondere komprimiert werden, dass Abmessungen des Halteelements in eine Richtung senkrecht zur Längsachse des Sockelelements verringert werden. Darüber hinaus kann durch die Verformung eine Kraft vom Halteelement auf das Objekt resultieren, die senkrecht zur Richtung der Längsachse der Sockelanordnung, insbesondere radial nach außen, wirkt, so dass durch diese Kraft die Sockelanordnung zumindest aufgrund eines Reibschlusses am Objekt gehalten wird.
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Die für die erfindungsgemäße Leuchte und ihre Ausgestaltungen genannten gegenständlichen Merkmale ermöglichen dabei die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch weitere Verfahrensschritte. Weiterhin gelten die für die erfindungsgemäße Leuchte und ihre Ausgestaltungen genannten Merkmale und Merkmalskombinationen und deren Vorteile in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, als auch die nur in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen und/oder die nur in der Figurenbeschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer an einem Deckenelement angeordneten ringförmigen Leuchte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines Fassungselements einer Leuchte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Leuchte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung einer konkaven Ausbildung einer Oberflächenstruktur der zweiten Innen- und/oder Außenseite des Fassungselements und/oder der Außenseite des Sockelelements einer Leuchte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 eine schematische Darstellung einer konvexen Ausbildung einer Oberflächenstruktur der zweiten Innen- und/oder Außenseite des Fassungselements und/oder der Außenseite des Sockelelements einer Leuchte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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6 eine schematische Darstellung einer Keilausformung einer Oberflächenstruktur der zweiten Innen- und/oder Außenseite des Fassungselements und/oder der Außenseite des Sockelelements einer Leuchte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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7 eine schematische Darstellung einer Rillenausformung einer Oberflächenstruktur der zweiten Innen- und/oder Außenseite des Fassungselements und/oder der Außenseite des Sockelelements einer Leuchte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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8 eine schematische Darstellung einer Oberflächenstruktur mit einer Strukturhöhe d des Fassungs- und/oder Sockelelements einer Leuchte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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9 eine schematische Querschnittsdarstellung durch die Längsachse eines ringförmigen Halteelements einer Leuchte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer an einem Deckenelement 22 angeordneten ringförmigen Leuchte 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Leuchte 10 weist dabei ein Fassungselement 12 mit einer Außenseite 12a und einer Innenseite 12b des Fassungselements auf, welches in einer Aussparung eines Deckenelements 22 angeordnet werden kann. Weiterhin weist die Leuchte 10 eine Sockelanordnung 13 mit einem Sockelelement 14 und einem Halteelement 16 auf. Das Sockelelement weist dabei eine geschlossene Wandung 14a auf, wobei das Halteelement 16 an der Außenseite 14b des Sockelelements 14 dieses ringförmig umschließend angeordnet ist, so dass die Außenseite 13a der Sockelanordnung 13 zumindest zum Teil durch die Außenseite des Halteelements 16 gebildet ist. Die Leuchte 10 weist dabei eine zentrale Längsachse A auf, wobei im Falle der am Fassungselement 12 angeordneten Sockelanordnung 13 die Längsachsen A der Sockelanordnung 13 und des Fassungselements 12 zusammenfallen und die Längsachse A der Leuchte 10 bilden.
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Das Halteelement 16 ist weiterhin bevorzugt aus expandiertem Graphit gebildet, ist daher verformbar und hat insbesondere elastische Eigenschaften sowie auch eine hohe thermische Leitfähigkeit. Das ringförmige Halteelement 16 ist dabei mit dem Sockelelement 14 verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise durch ein Verpressen oder einem Verschrauben des expandierten Graphits mit dem Sockelelement 14 unter Druck bewerkstelligt werden. Zur zusätzlichen Stabilisierung dieser Verbindung, insbesondere unter Beanspruchung, kann auf der Außenseite 14b des Sockelelements 14, an welcher das Halteelement 16 anliegt, eine Oberflächenstruktur vorgesehen sein (vgl. 4–7). Alternativ zur Verwendung von expandiertem Graphit für das ringförmige Halteelement 16 kann dieses auch aus einem anderen verformbaren, insbesondere komprimierbaren und elastischen Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit gefertigt sein, z.B. Stahlwolle oder Metallschaum. Weiterhin ist auch das Fassungselement 12 sowie das Sockelelement 14 aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit gefertigt, z.B. Aluminium oder Stahl.
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Das Sockelelement 14 kann weiterhin einen Sitz 14c aufweisen, auf dem das Haltelement aufsitzt. Um die Sockelanordnung 13 unter Verformung des Halteelements 16 zum Halten am Fassungselement 12 oder einem anderen Objekt anordnen zu können, erstreckt sich das Halteelement 16 im unverformten Zustand dabei radial weiter nach außen als der nicht verformbare Sitz 14c. Durch diesen Sitz 14c kann eine weitere Stabilität des Halteelements 16 bewerkstelligt werden und weiterhin kann frontseitig am Sockelelement ein Frontflansch 14d angeordnet sein, welcher insbesondere frontseitig am Sitz 14c anschließt.
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Des Weiteren sind an der Innenseite 13b der Sockelanordnung 13 LEDs 20 angeordnet, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, da so die LEDs 20 direkt mit dem Sockelelement 14 gekoppelt sind und somit eine besonders gute Wärmeabfuhr über das Sockelelement 14 zum Halteelement 16 und von diesem zum Fassungselement 12 und vor dort nach außen bewerkstelligt werden kann.
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Die LEDs 20 können aber auch anders angeordnet sein, z.B. auf einer Platte oder einem Deckel oder Halteelement, das das ringförmige Sockelelement 14 nach oben verschließt. Das Sockelelement 14 kann auch dosenförmig ausgebildet sein mit einer geschlossenen Wandung 14a, wie dargestellt, und einer nach oben angrenzenden Deckplatte, an der die LEDs 20 angeordnet werden können. Es muss lediglicht für eine gute thermische Anbindung der LEDs 20 an das Sockelelement 14 gesorgt sein, was sich leicht durch eine metallische Ausbildung von z.B. Halte- oder Deckplatten für die LEDs 20 und deren kontaktierende Anordnung am oder einstückige Ausbildung mit dem Sockelelement 14 bewerkstelligen lässt.
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Durch die verformbaren, insbesondere elastischen und komprimierbaren, Eigenschaften des Halteelements 16 kann die Sockelanordnung 13 in das Fassungselement 12 eingepresst werden und in diesem aufgrund der daraus resultierenden Presskraft gehalten werden. Zu diesem Zweck ist das Fassungselement 12 mit einer zur Geometrie der Sockelanordnung 13 korrespondierenden Geometrie ausgebildet, so dass eine Kompression des Halteelements 16 bei einer Anordnung der Sockelanordnung 13 im Fassungselement 12 gegeben ist. Im Falle einer ringförmigen Ausbildung der Leuchte 10, so wie dargestellt, kann dies dadurch bewirkt werden, dass der Innenradius des Fassungselements 12 etwas kleiner ist als der Außenradius der Sockelanordnung 13 im nicht verformten Zustand des Halteelements 16, aber dennoch so groß, dass unter Verformung des Halteelements 16 ein Einbringen der Sockelanordnung 13 in das Fassungselement 12 möglich ist.
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Die Leuchte 10 muss dabei nicht zwingend ringförmig bzw. kreisförmig ausgebildet sein. Auch eckige Ausgestaltungen sind denkbar. Z.B. kann bei einer rechteckförmigen Geometrie der Leuchte 10 die rechtecksförmige Sockelanordnung 13 mit dem verformbaren, das Sockelelement 14 nach außen umschließenden Halteelement 16 in das korrespondierend geometrisch ausgebildete Fassungselement 12 unter Verformung des Halteelements 16 eingeführt bzw. eingepresst werden und aufgrund dieser Presskraft gehalten werden.
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Durch die verformbare und insbesondere elastische Eigenschaft des Halteelements 16 entsteht bei in das Fassungselement 12 eingebrachter Sockelanordnung 13 ein mechanisch fester Verbund mit guter Wärmeleitfähigkeit, wobei eine kraftschlüssige und besonders stabile Halterung der Sockelanordnung 13 im Fassungselement 12 bereitgestellt wird. Vor allem durch den flächigen Formschluss zwischen Sockelelement 14 und Halteelement 16 sowie zwischen Halteelement 16 und Fassungselement 12 ist ein Wärmeleitpfad vom Sockelelement 14 zum Fassungselement 12 gegeben, der eine Wärmeabfuhr vom Sockelelement 14 zum Fassungselement 12 ermöglicht. Dadurch kann im Betrieb einer Leuchte 10 die dabei entstehende Wärme direkt über das Sockelelement 14 über das Halteelement 16 und das Fassungselement 12 in ein Deckenelement 22 eingeleitet werden. Durch diese Möglichkeit der thermischen Ankopplung der Leuchte 10 an ein Deckenelement 22, was insbesondere erst durch das Vorsehen des verformbaren Halteelements 16 ermöglicht wird, können thermisch gut leitfähige Decken oder Deckenelemente 22, wie Deckenpaneele aus expandiertem Graphit oder betonkernaktivierte Decken, zur Wärmeabfuhr genutzt werden, was zusätzliche Kühlkörper überflüssig macht. Vor allem ermöglicht dies eine deutlich kompaktere Bauweise solcher Leuchten 10.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fassungselements 12 einer Leuchte 10 gemäße einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fassungselement 12 ist hierbei ringförmig mit einer Ringunterbrechung 24 in Form eines Schlitzes ausgebildet. Durch diese Ringunterbrechung 24 weisen die offenen Ringenden 12d und 12e an dieser Ringunterbrechung 24 einen Abstand zueinander auf. Dadurch kann der Ring zusammengedrückt werden bis sich die offenen Ringenden 12d und 12e berühren, so dass sich der Radius des Rings verkleinert. Durch diese Ausbildung des Fassungselements 12 kann dieses leichter in Aussparungen von Deckenelementen 22, wie in 1 dargestellt, eingebracht werden.
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3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Leuchte 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Leuchte 10 ist dabei in gleicher Weise wie die in 1 dargestellte Leuchte 10 ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, dass das Fassungselement 12 dosenförmig ausgestaltet ist. Das Fassungselement 12 weist dabei eine in sich geschlossenen Seitenwandung 12f auf, die zylinderförmig ausgebildet ist, und ein an diese Seitenwandung 12f nach oben anschließendes Deckelement 12g. Diese Ausbildung des Fassungselements 12 eignet sich besonders gut zur Einbringung in betonkernaktivierte Decken. Dabei kann das hohlzylinderförmige Fassungselement 12 einfach in den Beton eingegossen werden. Dann kann die Sockelanordnung 13, wie beschrieben, in das Fassungselement 12 eingeführt, bzw. eingepresst werden. Das Fassungselement 12 kann dabei auch eine Öffnung 26 aufweisen, die hier in der Seitenwandung 12f des Fassungselements 12 angeordnet ist. Durch diese Öffnung können dann z.B. zum Betrieb der Leuchte 10 erforderliche Kabel verlegt werden. Weiterhin ist hierbei auch eine Ausbildung des Fassungselements 12 aus einem Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten vergleichbar mit dem von Beton vorteilhaft, wie z.B. Stahl.
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Zur Verbesserung des Verbunds zwischen dem Sockelelement 14 und dem Halteelement 16 bzw. zwischen dem Halteelement 16 und dem Fassungselement 12 kann das Sockelelement 14 und/oder das Fassungselement 12 eine Oberflächenstruktur, wie z.B. eine Rillenstruktur oder eine Gewindestruktur, an der Seite bzw. Fläche aufweisen, an welche das Halteelement 16 anschließt. Auch die Außenseite 12a des Fassungselements 12 kann eine derartige Oberflächenstruktur aufweisen, um eine stabilere Anordnung an einem Deckenelement 22 und eine bessere Wärmeauskopplung zu ermöglichen.
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4, 5, 6 und 7 zeigen schematische Darstellung von verschiedenen Ausbildungsmöglichkeiten der Oberflächenstrukturen der Innenseite 12b und/oder der Außenseite 12a des Fassungselements 12 und der Außenseite 14b des Sockelelements 14, an welcher das Halteelement 16 angeordnet ist. 4 zeigt dabei runde, konkave Ausformungen und 5 runde, konvexe Ausformungen der Oberflächenstruktur. 6 zeigt Keilausformungen der Oberflächenstruktur und 7 Rillenausformungen. Die in 6 und 7 dargestellten konvexen Ausformungen können dabei in gleicher Weise auch konkav ausgeformt sein. Die Oberflächenstruktur kann dabei weiterhin nur ein einzelnes Strukturelement aufweisen, wie in den linken Darstellungen der 4–7 abgebildet, oder auch eine Mehrzahl solcher Ausformungen, wie in den mittleren Darstellungen der 4–7 abgebildet. Darüber hinaus kann eine solche Oberflächenstruktur auch nur an der Innenseite 12b des Fassungselements 12 ausgebildet sein oder nur an der Außenseite 14b des Sockelelements 14. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Außenseite 12a des Fassungselements 12 eine derartige Oberflächenstruktur aufweisen, wie in den 4–7 in den rechten Abbildungen dargestellt. Weiterhin können diese Ausbildungen der Oberflächenstrukturen auch in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. So kann eine bessere Halterung bei der Anordnung des Fassungselements 12 an einem Deckenelement 22 und eine bessere Wärmeauskopplung bereitgestellt werden.
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8 zeigt eine schematische Darstellung zur Bemaßung der Strukturhöhe d der Oberflächenstrukturen. Die Strukturhöhe d ist dabei die Höhe eine Strukturelements in Bezug auf eine Grundfläche 28 der Oberfläche der Innenseite 12b des Fassungselements 12 und/oder der Außenseite 14b des Sockelelements 14, insbesondere im Falle einer konvexen Ausformung wie dargestellt. Gleiches gilt auch für eine konkave Ausbildung der Oberflächenstruktur, wobei die Strukturhöhe d dann die Abmessung der Vertiefung des Strukturelements in Bezug auf eben genannte Grundfläche 28 ist. In Abhängigkeit des zu tragenden Gewichts, ist eine Strukturhöhe d zwischen 0,5 mm und 3 mm bevorzugt.
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D.h. je höher das zu tragende Gewicht, desto größer ist bevorzugt auch die Strukturhöhe d gewählt.
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9 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch die Längsachse A eines ringförmigen Halteelements 16 einer Sockelanordnung 13 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Höhe des Halteelements 16 ist hierbei mit b bezeichnet und die Breite des Halteelements 16 mit a. Bevorzugt misst dabei die Breite a des Halteelements 16 5 mm bis 10 mm und die Höhe b des Halteelements 16 8 mm bis 20 mm. Durch diese Dimensionierung wird einerseits eine ausreichend große (thermische) Kopplungsfläche zum Sockelelement 14 sowie auch zum Fassungselement 12 oder einem Deckenelement 22 bereitgestellt, um eine gute Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Andererseits wird durch die Breite eine ausreichende Kompressionsmöglichkeit des Halteelements 16 bereitgestellt, um eine ausreichend große Presskraft zur Halterung der Sockelanordnung 13 bereitstellen zu können.
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Insgesamt kann so durch die Erfindung eine thermische und mechanische Schnittstelle bereitgestellt werden, welche eine Deckeleuchte, z.B. ein Downlight, mechanisch haltern kann und dabei für eine gute thermische Anbindung an das Deckenmaterial sorgt. Dadurch können solche Leuchten deutlich kompakter ausgestaltet werden.
