DE102015005219A1

DE102015005219A1 - Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102015005219A1
Application number: DE102015005219.5A
Authority: DE
Inventors: Ngai Poon; Dietmar Knaup
Original assignee: Cpd Int Holdings Ltd; Cpd International Holdings Ltd
Current assignee: Cpd Int Holdings Ltd; Cpd International Holdings Ltd
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2017-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung (1) mit wenigstens einem Leuchtmittel (2) und wenigstens einem Treiber (3) für das Leuchtmittel (2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Treiber (3) für das Leuchtmittel (2) unabhängig vom Leuchtmittel (2) austauschbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit wenigstens einem Leuchtmittel und wenigstens einem Treiber für das Leuchtmittel.
Moderne Beleuchtungseinrichtungen weisen als Leuchtmittel zunehmend lichtemittierende Dioden (LEDs) auf. Die immer stärkere Verbreitung derartiger Beleuchtungseinrichtungen ist vor allem auf die hohe Energieeffizienz von LEDs und ihre sehr variablen Anwendungsmöglichkeiten zurückzuführen. Aufgrund der zu erreichenden Energie- und Kostenersparnis lohnt es sich häufig, bestehende, konventionelle Beleuchtungseinrichtungen im Zuge sogenannter Retrofit-Maßnahmen durch solche mit einer LED-basierten Lichtquelle zu ersetzen.
Für den Betrieb benötigen LEDs in der Regel einen sogenannten Treiber. Bei diesem handelt es sich um eine elektronische Schaltung, die einer konstanten Strom- und/oder Spannungsversorgung des Leuchtmittels dient, insbesondere wenn ein LED-Leuchtmittel an einer Wechselspannung, beispielsweise aus einem städtischen Stromversorgungsnetz, betrieben wird. Durch das Erfordernis eines Treibers und einer entsprechenden Verschaltung sowie durch den hohen Integrationsgrad ergeben sich bei einer LED-basierten Beleuchtungseinrichtung in der Regel höhere Herstellungs- bzw. Anschaffungskosten im Vergleich mit herkömmlichen Beleuchtungseinrichtungen, die beispielsweise mit einem Glühwendel oder einer Gasentladung betrieben werden. Ob ein Austausch bestehender Lichtquellen der letztgenannten Art durch moderne, LED-basierte Beleuchtungseinrichtungen wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt neben der Ersparnis beim Energieverbrauch während des Betriebs auch davon ab, wie hoch etwaige Folgekosten sind. Hierzu zählen insbesondere Kosten für eine Reparatur bzw. einen Austausch bei einem Defekt. Die mittlere Lebensdauer einer solchen Beleuchtungseinrichtung ist dementsprechend von entscheidender Bedeutung für die Höhe der Folgekosten. Für eine wirtschaftlich sinnvolle Investition, insbesondere bei Retrofit-Umrüstungen, müssen die Folgekosten ausreichend niedrig gehalten werden, damit sie in Verbindung mit den vergleichsweise hohen Anschaffungskosten die Ersparnisse beim Energieverbrauch nicht wieder kompensieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, die sich durch niedrige Betriebs- und Wartungskosten auszeichnet und darüber hinaus eine lange Einsatzdauer erreicht.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, dass der Treiber für das Leuchtmittel unabhängig vom Leuchtmittel austauschbar ausgebildet ist.
Im Zusammenhang mit dem Zustandekommen der Erfindung ist festgestellt worden, dass bei Beleuchtungseinrichtungen der in Rede stehenden Art der Treiber in der Regel eine deutlich geringere Lebensdauer als das Leuchtmittel aufweist. Im Hinblick auf einen hohen Integrationsgrad sind bei bekannten Beleuchtungseinrichtungen der Treiber und das Leuchtmittel fest miteinander verbunden und bilden eine funktionale Einheit. Der Ausfall einer der beiden Komponenten, insbesondere des Treibers, der als Baugruppe nur ca. 20% der Gesamtkosten der Beleuchtungseinrichtung ausmacht, hat daher regelmäßig den Austausch der gesamten Beleuchtungseinrichtung zur Folge, da eine Reparatur oder ein Austausch der defekten Komponente für sich einen unwirtschaftlich hohen Arbeits- und Kostenaufwand darstellt.
Die Austauschbarkeit des Treibers impliziert einen generell modularen Aufbau der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung. Es ist daher möglich, einzelne Bauteile, insbesondere den Treiber, bedarfsweise gegen neue Bauteile auszutauschen, ohne einen Wechsel der gesamten Beleuchtungseinrichtung vornehmen zu müssen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn sich die Anforderungen an die Art der Beleuchtung ändern, so dass durch den Austausch des Treibers neue Steuerungsmodi für das Leuchtmittel bereitgestellt werden sollen. Eine andere Möglichkeit ist der Austausch von Komponenten der Beleuchtungseinrichtung gegen energieeffizientere Alternativen, wenn diese im Zuge des technologischen Fortschritts verfügbar werden.
Bevorzugt ist der Treiber als elektronische Schaltung auf einer gesonderten Platine ausgebildet. Daraus ergibt sich eine strukturelle Trennung des Treibers vom Leuchtmittel mit einer definierten Schnittstelle, an der die Verbindung zwischen Treiber und Leuchtmittel für einen Austausch auf einfache Weise getrennt werden kann.
Als Schnittstelle zur elektrischen Kontaktierung des Treibers mit dem Leuchtmittel ist eine insbesondere kabellose Steckverbindung besonders geeignet. Der für einen Austausch erforderliche Montageaufwand wird dadurch erheblich reduziert, da weder Lötarbeiten noch eine Trennung bzw. ein Verbinden einzelner Drähte erforderlich ist. Eine Vielzahl von Lötstellen bringt zudem eine hohe Fehleranfälligkeit mit sich. Durch eine Steckverbindung der vorgenannten Art wird die Ausfallwahrscheinlichkeit aufgrund von Fehlern in der elektrischen Verbindung des Treibers zum Leuchtmittel daher weiter reduziert.
Eine besonders einfache und verlässliche elektrische Verbindung des Treibers zum Leuchtmittel wird durch eine Steckverbindung der vorgenannten Art erreicht, bei welcher der männliche Teil treiberseitig, insbesondere in Form einer hervorstehenden Zunge mit darauf angeordneten elektrischen Kontakten, ausgebildet ist. Der weibliche Teil der Steckverbindung ist in diesem Fall entsprechend leuchtmittelseitig vorgesehen und weist insbesondere eine Aufnahme mit innenliegenden elektrischen Kontakten auf, welche die vorgenannte Kontaktzunge im verbundenen Zustand zumindest bereichsweise übergreift.
Der Treiber ist in besonders einfacher Weise für einen Austausch zugänglich, wenn die Beleuchtungseinrichtung eine Endkappe aufweist und der Treiber in der Endkappe untergebracht ist.
Bei einer näherungsweise zylinderförmigen Beleuchtungseinrichtung ist die Endkappe vorzugsweise in axialer Richtung der Beleuchtungseinrichtung ein- oder aufschiebbar. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise auch ein Schraubgewinde möglich, jedoch wird durch eine auf- bzw. einschiebbare Endkappe der Austausch des Treibers bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung wesentlich vereinfacht.
Eine insbesondere dem Leuchtmittel zugewandte, abragende Hülse der Endkappe ermöglicht die Halterung einer Abdeckung. Dieser hülsenartige Vorsprung der Endkappe kann dazu zumindest bereichsweise in die Abdeckung eingreifen und/oder diese zumindest bereichsweise außen übergreifen. Wird die fertige Beleuchtungseinrichtung zur Montage am Bestimmungsort endseitig, das heißt über die Endkappe, befestigt, wird die Abdeckung allein über die abragende Hülse der Endkappe gehalten. Dadurch kann auf zusätzliche Befestigungsmittel verzichtet werden.
Zur elektrischen Verbindung mit einer äußeren Spannungsversorgung dient bevorzugt wenigstens ein endseitiger Kontakt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dieser Kontakt auf der dem Leuchtmittel abgewandten Seite der Endkappe angeordnet. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung kann somit in eine entsprechende Fassung eingesetzt werden, die einerseits zur Halterung der Beleuchtungseinrichtung und zum anderen zur Spannungsversorgung über den elektrischen Kontakt dient.
Um ein Ab- oder Herausrutschen der Abdeckung von bzw. aus der Endkappe zu verhindern, ist die Endkappe bei einer bevorzugten Ausführungsform mit der Abdeckung formschlüssig verbunden, insbesondere angeclipst.
Eine definierte und/oder normgerechte Länge der Beleuchtungseinrichtung kann dadurch gewährleistet werden, dass die Endkappe einen Anschlag, insbesondere in Form einer umlaufenden Kante, zur Begrenzung der Ein- oder Aufschiebebewegung aufweist. Durch die Kombination eines solchen Anschlags mit der vorgenannten formschlüssigen Verbindung der Endkappe mit der Abdeckung wird ein fester Sitz der Abdeckung relativ zur Endkappe erreicht.
Eine Entriegelungsvorrichtung, durch welche die Endkappe lösbar ist, ermöglicht es, die Endkappe mit geringem Aufwand von der Abdeckung zu trennen, um die Beleuchtungseinrichtung zu zerlegen und beispielsweise einen Austausch des Treibers vorzunehmen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung weist die Abdeckung Öffnungen zur Entriegelung auf, durch die mit einem geeigneten Gegenstand ein Formschlusselement derart aus seiner Position bewegt werden kann, dass sich die Verbindung lösen lässt.
Aus optischen Erscheinungsgründen ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung die Entriegelungsvorrichtung, d. h. die Öffnung, vorzugsweise auf der der Abstrahlrichtung des Leuchtmittels abgewandten Seite der Beleuchtungseinrichtung angeordnet.
Soll die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung beispielsweise als Austauschteil für bestehende Leuchtstoffröhren eingesetzt werden, weist sie vorzugsweise eine zumindest im wesentlichen zylinderartige Form auf. Bevorzugt ist in diesem Fall eine zweite Endkappe zur Halterung der zumindest im wesentlichen rohrförmigen Abdeckung vorgesehen.
Grundsätzlich ist eine Spannungsversorgung des Leuchtmittels bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung über lediglich einen Treiber ausreichend. In diesem Fall dient die zweite Endkappe lediglich zur Halterung der Abdeckung und weist keine elektrischen bzw. elektronischen Komponenten auf.
In bestimmten Fällen, beispielsweise bei Einsatz eines mehrteilig ausgebildeten Leuchtmittels, kann die zweite Endkappe jedoch wenigstens einen weiteren Treiber aufweisen. Dadurch lassen sich verschiedene Teile eines mehrteilig ausgebildeten Leuchtmittels unabhängig voneinander ansteuern, wodurch verschiedene Betriebsmodi, beispielsweise ein Betrieb mit unterschiedlichen Helligkeiten, möglich sind.
In Fällen, in denen die Energieversorgung des Leuchtmittels nicht ausschließlich über die Treiberseite erfolgt, kann die zweite Endkappe auch eine Kontaktvorrichtung, insbesondere zur Kontaktierung des Leuchtmittels, aufweisen, um beispielsweise über äußere Kontakte der zweiten Endkappe letztlich den Stromkreis zu schließen.
Abhängig vom vorgesehenen Einsatzort der Beleuchtungseinrichtung ist es unter Umständen vorteilhaft, dass zwischen der Endkappe und der Abdeckung eine gas-, staub- und/oder flüssigkeitsdichte Verbindung ausgebildet ist. Die innenliegende Elektronik sowie das Leuchtmittel werden dadurch wirksam vor äußeren Umweltfaktoren geschützt, so dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ohne weiteres auch im Außenbereich, in Bereichen mit starkem Schmutzaufkommen oder in Gefahrenbereichen, zum Beispiel in einer explosionsfähigen Atmosphäre, eingesetzt werden kann.
Eine lichtemittierende Diode (LED) zeichnet sich gegenüber den meisten anderen Lichtquellen durch eine hohe Energieeffizienz aus. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung weist das Leuchtmittel daher wenigstens eine LED auf. Durch ihre weite Verbreitung und hohe Verfügbarkeit am Markt sind LEDs nicht nur kostengünstig im Betrieb als Lichtquelle, sondern auch vergleichsweise preisgünstig in der Anschaffung. Erfindungsgemäß können darüber hinaus jedoch auch andere Lichtquellen vorgesehen sein, wie beispielsweise organische Leuchtdioden (OLEDs), die eine zunehmend starke Verbreitung erfahren.
Eine erfindungsgemäß eingesetzte LED liegt vorzugsweise als surface-mounted device (SMD), insbesondere in der Bauform 2835, vor. LEDs dieses Typs sind besonders kleinbauend, so dass das Leuchtmittel eine Vielzahl einzelner Lichtquellen in hoher Dichte aufweisen kann. Auf diese Weise lässt sich eine Beleuchtungseinrichtung mit vergleichsweise hoher Lichtabgabe bei gleichzeitig geringen Außenabmessungen herstellen.
Dazu ist das Leuchtmittel vorzugsweise als insbesondere wenigstens eine LED aufweisende Platine ausgebildet. Im Fall einer Mehrzahl einzelner Lichtquellen, bei denen es sich bevorzugt um LEDs handelt, werden diese somit zu einer Einheit als Leuchtmittel zusammengefasst und können über einen gemeinsamen Anschluss vom Treiber mit elektrischer Energie versorgt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist eine Mehrzahl von LEDs vorzugsweise äquidistant in einer Reihe auf der Platine angeordnet. Daraus ergibt sich eine sich im wesentlichen in einer Richtung erstreckende Form des Leuchtmittels sowie der Beleuchtungseinrichtung als solcher, die sich damit insbesondere für den Austausch einer Leuchtstoffröhre eignet.
Um je nach Einsatzzweck eine ausreichende Helligkeit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zu erreichen, sind vorzugsweise wenigstens 50 LEDs, bevorzugt wenigstens 100 LEDs, weiter bevorzugt wenigstens 200 LEDs und besonders bevorzugt wenigstens 250 LEDs, vorgesehen.
Die Austauschbarkeit des Treibers impliziert eine gewisse Modularität der gesamten Beleuchtungseinrichtung. Es ist erfindungsgemäß daher auch möglich, das Leuchtmittel anstelle des Treibers oder zusätzlich zu diesem auszutauschen, wenngleich dies, zumindest aus Reparaturgründen, erwartungsgemäß seltener der Fall sein wird, da der Treiber gegenüber dem Leuchtmittel eine deutlich geringere durchschnittliche Lebensdauer besitzt.
Ein mehrteiliger Aufbau des Leuchtmittels ermöglicht, wie bereits erwähnt, beispielsweise verschiedene Betriebsmodi durch eine unterschiedliche Helligkeit und/oder Farbe der verschiedenen Teile. Durch einen mehrteiligen Aufbau des Leuchtmittels und den Einsatz von mehr als einen Treiber zum Betrieb der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung kann zudem die Ausfallwahrscheinlichkeit der Beleuchtungseinrichtung als Ganzes, etwa in sicherheitsrelevanten Bereichen wie Fluchtwegen, verringert werden.
Die Abdeckung ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen rohrförmig und bedeckt das Leuchtmittel zumindest bereichsweise. Durch eine solche Form lässt sich eine Beleuchtungseinrichtung herstellen, die ohne weiteres für den Austausch einer bestehenden Leuchtstoffröhre geeignet ist.
Bevorzugt besteht die Abdeckung zumindest im wesentlichen aus Polycarbonat oder weist Polycarbonat als Material auf. Polycarbonat ist ein kostengünstig und vielseitig zu verarbeitender Werkstoff und zeichnet sich durch eine hohe Lichtdurchlässigkeit aus, was für die vorliegende Anwendung von Vorteil ist.
Eine hinreichende Stabilisierung der Abdeckung ergibt sich durch eine sich vorzugsweise axial erstreckenden Nut. Dadurch wird eine Verformung infolge einer Erwärmung während des Betriebs verhindert. Es kann dadurch insbesondere auf ein Aluminiumprofil bei der Abdeckung verzichtet werden, so dass sich eine Gewichtsersparnis sowie eine vereinfachte Herstellung der Abdeckung ergibt.
Durch wenigstens ein Befestigungsmittel bzw. eine Halterung für das Leuchtmittel im Innern der Abdeckung lässt sich das Leuchtmittel für eine optimale Abstrahlgeometrie exakt positionieren. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise als Halteschiene für eine langgestreckte Platine ausgebildet sein, wobei das Leuchtmittel innenseitig an dem Teil der Wandung, der den Boden der Nut bildet, angeordnet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Abdeckung lichtdurchlässig, jedoch undurchsichtig ausgebildet. Dadurch wird das vom Leuchtmittel abgestrahlte Licht weitgehend homogen in den Raum gestreut, wodurch sich eine besonders gleichmäßige Beleuchtung ergibt. Darüber hinaus wird durch eine derartige Trübung der Abdeckung das äußere Erscheinungsbild einer Leuchtstoffröhre nachgeahmt, so dass eine Austausch bestehender Beleuchtungseinrichtungen in optisch unauffälliger Weise möglich ist.
Damit ein möglichst großer Teil des von dem Leuchtmittel abgestrahlten Lichts zur Beleuchtung am Einsatzort zur Verfügung steht, beträgt die Transmissivität der Abdeckung vorzugsweise wenigstens 50%, bevorzugt wenigstens 75%, weiter bevorzugt wenigstens 90% und besonders bevorzugt wenigstens 95%.
Für eine optimale Ausleuchtung am Einsatzort beträgt der Abstrahlwinkel des vom Leuchtmittel bzw. von der Beleuchtungseinrichtung abgegebenen Lichts vorzugsweise mindestens 90°, bevorzugt mindestens 120° und besonders bevorzugt mindestens 150°.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung des Leuchtmittels, beispielsweise durch eine entsprechende Bestückung mit einer Vielzahl von LEDs, lassen sich für die meisten Beleuchtungszwecke ausreichende Lichtströme erreichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung beträgt der Lichtstrom des abgegebenen Lichts mindestens 1000 lm, vorzugsweise mindestens 2000 lm und besonders bevorzugt mindestens 2500 lm.
Die Leistungsaufnahme der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung kann zwischen 8 W und 24 W liegen. Dabei ist die Leistungsaufnahme insbesondere geringer als bei einer Leuchtstofflampe mit vergleichbaren Abmessungen und Beleuchtungseigenschaften.
Dies lässt sich durch die Wahl eines geeigneten Leuchtmittels erreichen. Die Lichtausbeute bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung beträgt vorzugsweise 60 lm/W, bevorzugt mindestens 90 lm/W, weiter bevorzugt mindestens 120 lm/W und besonders bevorzugt mindestens 140 lm/W.
Eine hohe Energieeffizienz bei der Lichterzeugung hat den Vorteil zur Folge, dass die als Wärme abgegebene Verlustleistung gering gehalten wird. Es lässt sich dabei ein Verhältnis der in Form von Licht abgegebenen Leistung zur in Form von Wärme abgegebenen Leistung von mindestens 40:60, vorzugweise mindestens 50:50, bevorzugt mindestens 60:40, erreichen.
Durch Auswahl eines entsprechenden Leuchtmittels lässt sich bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung je nach Einsatzzweck bedarfsweise die Farbtemperatur des abgegebenen Lichts grundsätzlich frei einstellen. Besonders bevorzugt ist dabei eine Farbtemperatur von 2700 K, 4000 K oder 5000 K. Erfindungsgemäß möglich ist zudem der Einsatz eines farbig leuchtenden Leuchtmittels, beispielsweise für Effektbeleuchtungen oder Werbeanwendungen, wobei auch die Möglichkeit eines Farbwechsels während des Betriebs vorgesehen sein kann.
Im Hinblick auf einen Austausch bestehender Beleuchtungseinrichtungen ist es zweckmäßig, die Abmessungen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung derart zu wählen, dass ein Austausch ohne weiteres und in unauffälliger Weise erfolgen kann. Hierbei sind insbesondere Leuchtstoffröhren von Interesse. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung daher zwischen 5 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 50 mm und besonders bevorzugt zwischen 20 mm und 30 mm, während die Gesamtlänge zwischen 30 cm und 200 cm betragen kann. Diese Abmessungen entsprechen denen einer Leuchtstoffröhre in der weit verbreiteten T8-Bauform. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung bzw. Möglichkeiten für den Austausch bestehender Leuchtstoffröhren durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung.
Weltweit unterscheiden sich elektrische Versorgungsnetze vor allem hinsichtlich ihrer Betriebsspannungen und/oder -frequenzen. Um die Beleuchtungseinrichtung an unterschiedlichen Spannungsversorgungen betreiben zu können, muss diese dafür ausgelegt sein. Eine jeweilige Anpassung der elektronischen Komponenten an unterschiedliche äußere Spannungsversorgungen ist jedoch aufwändig. Darüber hinaus müssen unter diesen Umständen Märkte in Ländern mit unterschiedlichen Versorgungsnetzen jeweils aus gesonderter Lagerhaltung bedient werden, so dass weltweit gesehen nur eine eingeschränkte Variabilität zur Reaktion auf veränderte Nachfragebedingungen besteht. Im Hinblick auf eine einheitliche Herstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist es daher vorteilhaft, wenn eine Schaltung für einen universellen Betrieb an unterschiedlichen äußeren Spannungsversorgungen, insbesondere mit unterschiedlichen Spannungen und/oder Frequenzen, vorgesehen ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschreibenden und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigt
1 eine perspektivische schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, zerlegt in ihre wesentlichen Bauteile,
2 eine der 1 entsprechende Darstellung der Beleuchtungseinrichtung aus 1 beim Zusammenbau,
3 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung im Bereich der Abdeckung und
4 eine schematische Darstellung der Beleuchtungseinrichtung aus 1 im zusammengesetzten Zustand in seitlicher Ansicht.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 zerlegt in ihre wesentlichen Komponenten dargestellt. Hierbei sind insbesondere das Leuchtmittel 2 und der Treiber 3 für das Leuchtmittel 2 erkennbar. Der Treiber 3 ist vorliegend als Treiberplatine 4 ausgebildet, die mit dem Leuchtmittel 2 über eine Steckverbindung elektrisch leitend verbunden ist.
Die Treiberplatine 4 weist dabei den männlichen Teil der Steckverbindung in Form einer hervorstehenden Zunge 5 auf. Die Zunge 5 weist ihrerseits elektrische Kontakte 6 auf.
Leuchtmittelseitig ist der weibliche Teil der Steckverbindung in Form einer Aufnahme 7 für die hervorstehende Zunge 5 der Treiberplatine 4 vorgesehen. Die Aufnahme 7 weist innenliegend ebenfalls Kontakte 6 auf, über die im zusammengesetzten Zustand eine elektrisch leitende Verbindung des Leuchtmittels 2 mit dem Treiber 3 hergestellt wird.
Der Treiber 3 ist vorliegend in einer Endkappe 8 untergebracht, wodurch er in einfacher Weise durch Aufstecken und Abziehen montiert bzw. ausgetauscht werden kann. Neben einer entsprechenden Halterung für den Treiber 3 weist die Endkappe 8 vorliegend insbesondere eine in Richtung des Leuchtmittels 2 abragende Hülse 9 auf. Diese wird in eine Abdeckung 10 eingeschoben, so dass die Abdeckung 10 letztlich von den Endkappen 8 getragen wird, wenn die Beleuchtungseinrichtung 1 über die Endkappen 8 an ihrem Einsatzort befestigt ist.
Die Endkappe 8 ist durch ihre Form in axialer Richtung in die Abdeckung 10 einschiebbar. Die maximale Länge dieser Einschubbewegung wird begrenzt durch einen Anschlag 11 in Form einer umlaufenden Kante der Endkappe 8. Ein selbständiges Lösen und Herausrutschen der Endkappe 8 aus der Abdeckung 10 wird durch eine Clips-Verbindung verhindert. Hierbei greift ein von einer Haltezunge 12 getragenes Keilelement 13 in eine entsprechende Öffnung 14 der Abdeckung 10 zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung ein.
Die Öffnung 14 dient gleichzeitig als Möglichkeit zur Entriegelung, das heißt zum Lösen der vorgenannten Verbindung, da das Keilelement 13 durch die Öffnung 14 zugänglich ist. Mittels eines länglichen Gegenstands lässt sich durch die Öffnung 14 das Keilelement 13 derart aus seiner formschlüssigen Position herausbewegen, dass im Ergebnis die Endkappe 8 von der Abdeckung 10 abgezogen werden kann.
Die Endkappe 8 weist ferner zwei außenseitige Stiftkontakte 15 auf, die zur äußeren Kontaktierung einer Spannungsversorgung mit der Beleuchtungseinrichtung 1 dienen.
In 1 ist zudem eine zweite Endkappe 8 dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 dienen die beiden Endkappen 8 jeweils als endseitiger Abschluss, über den die Beleuchtungseinrichtung 1 als solche an ihrem letztlichen Einsatzort gehalten wird. Beide Endkappen 8 sind von ihren äußeren Abmessungen her grundsätzlich gleich beschaffen. Vorliegend weist jedoch nur eine der Endkappen 8 einen Treiber 3 auf, da das hier eingesetzte Leuchtmittel 2 lediglich einen Treiber 3 zum Betrieb benötigt und entsprechend nur auf einer Seite eine Aufnahme 7 als Teil der Steckverbindung zwischen Treiber 3 und Leuchtmittel 2 aufweist.
Das Leuchtmittel 2 weist im vorliegenden Fall eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellen in Form von LEDs 16 auf, die als surface-mounted device (SMD) der Bauform 2835 ausgebildet sind. Die LEDs 16 sind bei der hier dargestellten Ausführungsform des Leuchtmittels 2 äquidistant in einer Reihe auf einer Platine 17 angeordnet. Die vorliegende Darstellung zeigt ausschnittsweise nur einen Teil der 276 LEDs 16 der hier gezeigten Ausführungsform des Leuchtmittels 2.
Die zumindest im Wesentlichen rohrförmige Abdeckung 10 weicht von einer zylinderartigen Form dadurch ab, dass eine Nut 18 vorgesehen ist, die sich axial über die gesamte Länge der Abdeckung 10 erstreckt. Die Nut 18 verleiht der Abdeckung 10 eine ausreichende Stabilität, um auch bei einer vergleichsweise großen Länge keine Verformung infolge einer Erwärmung während des Betriebs aufzuweisen.
Innenseitig weist die Abdeckung 10 darüber hinaus eine Halterung 19 für das Leuchtmittel 2 auf. Die Halterung 19 ist vorliegend als Halteschiene ausgebildet und weist zwei sich über die gesamte Länge der Abdeckung 10 erstreckende Überkragungen 20 auf, die die Platine 17 des Leuchtmittels 2 an ihrer Längsseite bereichsweise übergreifen.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 werden die in 1 dargestellten Komponenten bei der hier gezeigten Ausführungsform gemäß der Darstellung in 2 zusammengesetzt. Das Leuchtmittel 2 wird im Vergleich zu seiner Darstellung in 1 in umgekehrter Richtung in die Halterung 19 der Abdeckung 10 eingesetzt. Das heißt die Abstrahlrichtung der LEDs 16 ist in der Darstellung gemäß 2 nach unten ausgerichtet.
Endseitig werden die Endkappen 8 in die Abdeckung 10 mit ihrer hervorstehenden Hülse 9 eingeschoben, bis die Abdeckung 10 stirnseitig an den Anschlag 11 anstößt. Das Keilelement 13 rastet in dieser Position von innen in die Öffnung 14 ein. Dazu ist zumindest im Endbereich der Abdeckung 10 bzw. der Halterung 19 für das Leuchtmittel 2 ein entsprechender Zwischenraum vorgesehen, in den die Haltezunge 12 beim Aufstecken der Endkappe 8 eindringen kann. Zugunsten einer übersichtlicheren Darstellung der relativen Position des Leuchtmittels 2 zur Abdeckung 10 bzw. zur Halterung 19 wird vorliegend auf die Darstellung des vorgenannten Zwischenraums verzichtet.
Die prinzipielle Anordnung des Leuchtmittels 2 in der Halterung 19 wird zudem durch die in 3 gezeigte Schnittdarstellung der Abdeckung 10 mit dem in die Halterung 19 eingesetzten Leuchtmittel 2 verdeutlicht. Durch die auf diese Weise erreichte Positionierung des Leuchtmittels 2 im Inneren der Abdeckung 10 wird erreicht, dass unter Berücksichtigung des Abstrahlwinkels, der vorliegend 160° beträgt, eine optimale Lichteinstrahlung auf die Wandung der Abdeckung 10 von innen erfolgt.
Die Abdeckung 10 ist in der hier gezeigten Ausführungsform vollständig aus Polycarbonat gefertigt und ist derart eingetrübt, dass das Material zwar undurchsichtig, jedoch für sichtbares Licht in hohem Maße lichtdurchlässig ist.
Die Transmissivität beträgt vorliegend 98%, so dass der überwiegende Teil des von den LEDs 16 abgegebenen Lichtstroms die Abdeckung 10 durchdringt und zur Beleuchtung genutzt werden kann. Das Licht wird dabei durch das diffuse Material der Abdeckung 10 zumindest im wesentlichen isotrop in den Raum gestreut, so dass sich eine gleichmäßige Intensitätsverteilung bei der Beleuchtung durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 ergibt.
Durch die Anordnung des Leuchtmittels 2 in der Halterung 19 der Abdeckung 10 sowie des Treibers 3 in der Endkappe 8 wird beim Einschieben der Endkappe 8 in die Abdeckung 10 die Zunge 5 der Treiberplatine 4 in die Aufnahme 7 des Leuchtmittels 2 derart eingeschoben, dass sich die entsprechenden Kontakte 6 jeweils berühren und sich eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Treiber 3 und Leuchtmittel 2 ergibt.
Im Inneren der Endkappe 8 ist die Treiberplatine 4 auf geeignete Weise mit den Stiftkontakten 15 verbunden, die ihrerseits bis ins Innere der Endkappe 8 durchgeführt sind. Dadurch lässt sich im Ergebnis über die Stiftkontakte 15 und die Treiberplatine 4 das Leuchtmittel 2 mit elektrischer Energie versorgen.
Werden die einzelnen Bauteile gemäß 2 zusammengesetzt, so ergibt sich im Ergebnis eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 entsprechend der Darstellung in 4. Durch die hier gezeigte, bevorzugte Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung 1 lässt sich mit geringem Aufwand eine bestehende Leuchtstoffröhre ersetzen, so dass die Vorteile eines vergleichsweise geringen Energieverbrauchs und einer höheren Lebensdauer einer LED-basierten Lichtquelle genutzt werden können. Durch die Austauschbarkeit einerseits des Treibers 3 und andererseits des Leuchtmittels 2 bei einem Defekt wird die Lebens- bzw. Einsatzdauer der Beleuchtungseinrichtung 1 als solcher insgesamt verlängert.
Die Form und die Abmessungen der Beleuchtungseinrichtung 1 entsprechen im vorliegenden Fall insbesondere einer Leuchtstoffröhre der weit verbreiteten Bauform T8, wodurch sich eine Vielzahl von Möglichkeiten für den alternativen Einsatz der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 ergibt. Die Beleuchtungseinrichtung 1 wird dazu lediglich in die bestehende Fassung der alten T8-Leuchtstoffröhre nach deren Entnahme eingesetzt. Dies wird insbesondere durch die Abmessungen der Stiftkontakte 15 ermöglicht, von denen pro Endkappe 8 vorliegend jeweils zwei in einem Abstand von 12,7 mm vorgesehen sind. Ihr Durchmesser beträgt jeweils 2,4 mm, ihre Länge 7,1 mm.
Der Durchmesser der Beleuchtungseinrichtung 1 im Bereich der Abdeckung 10 beträgt vorliegend 28 mm. Entsprechend dem T8-Formfaktor sind für die Gesamtlänge über alles, die vorliegend 1213 mm beträgt, verschiedene Standardlängen zwischen 30 cm und 200 cm vorgesehen. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 auch in diesen und weiteren Längenkonfigurationen ausgebildet sein kann.
Je nach Anwendungsanforderung kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 zur Beleuchtung einen unterschiedlich starken Lichtstrom liefern. Insbesondere kann dabei ein Lichtstrom von 3000 lm erreicht werden. Aufgrund der vergleichsweise hohen maximalen Lichtausbeute von 145 lm/W bei der hier gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 liegt deren Leistungsaufnahme in der Regel unterhalb der Leistungsaufnahme einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre mit entsprechendem Format und Beleuchtungseigenschaften.
Über die zuvor beschriebenen stabilisierende Wirkung der Nut 18 hinaus wirkt auch das vorteilhafte Verhältnis der in Form von Licht abgegebenen Energie zur in Form von Wärme abgegebenen Energie von 60:40 einer Verformung der Abdeckung 10 infolge eines Wärmestaus entgegen.
Durch die Wahl der Lichtquelle, wobei insbesondere verschiedene Arten von LEDs 16 eingesetzt werden können, lässt sich bei der hier gezeigten Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung 1 die Lichtfarbe grundsätzlich frei bestimmen. Für alle Anwendungen, beispielsweise zur Arbeitsplatzbeleuchtung, ist weißes Licht mit einer definierten Farbtemperatur erwünscht. Neben einer Ausführung zur Beleuchtung mit gängigen Farbtemperaturwerten wie 2700 k, 4000 k oder 5000 k ist für Spezialanwendungen, wie Effektbeleuchtung oder Werbeanwendungen, auch eine Ausführung mit farbig leuchtenden LEDs 16 und/oder einer farbig getönten Abdeckung 10 erfindungsgemäß möglich.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungseinrichtung
2: Leuchtmittel
3: Treiber
4: Treiberplatine
5: Zunge
6: Kontakt
7: Aufnahme
8: Endkappe
9: Hülse
10: Abdeckung
11: Anschlag
12: Haltezunge
13: Keilelement
14: Öffnung
15: Stiftkontakt
16: LED
17: Platine
18: Nut
19: Halterung
20: Überkragung

Claims

Beleuchtungseinrichtung (1) mit wenigstens einem Leuchtmittel (2) und wenigstens einem Treiber (3) für das Leuchtmittel (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Treiber (3) für das Leuchtmittel (2) unabhängig vom Leuchtmittel (2) austauschbar ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Treiber (3) als elektronische Schaltung auf einer Treiberplatine (4) ausgebildet ist und/oder dass zur elektrischen Kontaktierung des Treibers (3) mit dem Leuchtmittel (2) eine insbesondere kabellose Steckverbindung vorgesehen ist, wobei, vorzugsweise, der männliche Teil der Steckverbindung treiberseitig und der weibliche Teil der Steckverbindung leuchtmittelseitig vorgesehen ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Endkappe (8) zur Aufnahme des Treibers (3) vorgesehen ist, wobei die Endkappe (8), vorzugsweise, in axialer Richtung der Beleuchtungseinrichtung (1) ein- oder aufschiebbar ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere zumindest im Wesentlichen rohrförmige Abdeckung (10) vorgesehen ist, die das Leuchtmittel (2) zumindest bereichsweise überdeckt, wobei die Abdeckung (10), vorzugsweise, zumindest im wesentlichen aus Polycarbonat besteht oder Polycarbonat aufweist und wobei die Abdeckung (10) insbesondere ohne ein Aluminiumprofil ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittels (2) auswechselbar ist und/oder einen mehrteiligen Aufbau aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (2) wenigsten eine LED (16) aufweist und/oder als insbesondere wenigstens eine LED (16) aufweisende Platine (17) ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (10) eine sich vorzugsweise axial erstreckende Nut (18) aufweist und/oder dass die Abdeckung (10) vorzugsweise innenseitig wenigstens eine Halterung (19) für das Leuchtmittel (2) aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappe (8) formschlüssig mit der Abdeckung (10) verbunden, insbesondere angeclipst, ist und/oder durch eine Entriegelungsvorrichtung lösbar ist, und/oder dass die Endkappe (8) einen Anschlag (11), insbesondere eine umlaufende Kante, zur Begrenzung der Ein- bzw. Aufschiebebewegung aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Endkappe (8) und der Abdeckung (10) eine gas-, staub-, und/oder flüssigkeitsdichte Verbindung ausgebildet ist.
Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Ersatz für eine Leuchtstofflampe, insbesondere eine Leuchtstoffröhre.