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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft allgemein Festkörperleuchten. Insbesondere betrifft die Erfindung Kühlkörpereinrichtungen für Festkörperschienenleuchten.
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Technischer Hintergrund
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Die Betriebsleistung vieler derzeitiger Festkörperleuchten wie z. B. Licht emittierende Dioden (LEDs) ist oft durch die Fähigkeit der Leuchten begrenzt, Wärme abzugeben. Insbesondere führt eine Erhöhung des Stroms einer Festkörperleuchte zu einer Erhöhung der erzeugten Menge an Wärme. Jenseits eines bestimmten Punkts wirkt sich diese überschüssige Wärme nachteilig auf die Leistung des Festkörperbeleuchtungssystems aus, was sich in einer verringerten Leistung und/oder Lebensdauer ausweist. Infolgedessen ermöglicht eine Verbesserung der Fähigkeit einer Festkörperleuchte, Wärme abzugeben, eine höhere Leistung und daher hellere, effizientere Leuchten. Aufgrund dessen existieren gegenwärtige Bemühungen, die Menge an Wärme, die von Festkörperleuchten abgegeben wird, zu verbessern, einschließlich derjenigen, die in Anwendungen wie z. B. Schienenleuchten benutzt werden.
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DE 20 2008 002 365 U1 zeigt einen konstruktiven Aufbau einer Leuchte mit einem Gehäuse. Darin sind eine Reflektoreinheit mit einem Reflektor, eine Leuchteinheit mit einem Leuchtmittel und eine Technikeinheit mit einem elektronischen Vorschaltgerät angeordnet. In Lichtaustrittsrichtung erstreckt sich eine Leuchtenachse durch die Leuchte, zu der die Technikeinheit seitlich angeordnet ist.
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Weiterhin offenbart
US 2007 / 285 920 A1 eine Beleuchtungsanordnung mit Kühlkörper und Wärmerückgewinnungssystem. Die Beleuchtungsanordnung beinhaltet eine wärmeleitende Aufhängung mit Montagefläche. Eine Kühlkörperaufnahme mit einer Vorder- und Rückfläche ist beweglich an der Montagefläche montiert. Eine lichtemittierende Vorrichtung ist an der Vorderseite der Kühlkörperaufnahme angebracht.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Schiene für ein Schienenbeleuchtungssystem sowie durch ein Schienenbeleuchtungssystem nach den anhängigen Hauptansprüchen gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung. Die Erfindung kann in verschiedenen Arten ausgeführt werden, einschließlich als eine Einrichtung, als eine Vorrichtung, die sowohl den Kühlkörper als auch die Festkörperlichtquelle beinhaltet, und als ein System.
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In einer Ausführungsform beinhaltet eine Schiene für ein Schienenbeleuchtungssystem eine längliche durchgehende Schiene, die dafür vorgesehen ist, mehrere Festkörperleuchtenhalterungen zu tragen. Die Schiene hat wenigstens eine Ausnehmung, um die mehreren Festkörperleuchtenhalterungen zu tragen, und weist einen Kühlkörper im thermischen Kontakt mit der wenigstens einen Ausnehmung auf, wobei der Kühlkörper Wärme von den Festkörperleuchtenhalterungen abgibt.
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In einer anderen Ausführungsform beinhaltet ein Schienenbeleuchtungssystem eine längliche durchgehende Schiene mit wenigstens einer Ausnehmung, wenigstens einer Festkörperleuchtenhalterung, die an der wenigstens einen Ausnehmung befestigt ist, und einen Kühlkörper, der an der Schiene befestigt ist und in thermischem Kontakt mit der wenigstens einen Festkörperleuchtenhalterung steht, um somit Wärme von der wenigstens einen Festkörperleuchtenhalterung abzugeben.
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In einer weiteren Ausführungsform ist eine Schiene eines Schienenbeleuchtungssystems dafür vorgesehen, wenigstens eine Festkörperleuchte zu tragen, und beinhaltet einen Kühlkörper, der dafür konfiguriert ist, Wärme von der wenigstens einen Festkörperleuchte abzugeben.
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Andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in der Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, welche als Beispiele die Prinzipien der Erfindung illustrieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Zum besseren Verständnis der Erfindung sollte Bezug genommen werden auf die folgende detaillierte Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen, in denen:
- 1A bis 1B jeweils Vorder- und Seitenschnittansichten einer Schiene für ein Schienenbeleuchtungssystem sind, die Merkmale einschließlich eines Kühlkörpers, der in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gebaut wurde, illustrieren.
- 1C ist eine weitere Seitenschnittansicht der Schiene der 1A bis 1B mit einer angebrachten Festkörperleuchtenhalterung, die sich von der Schiene aus nach außen erstreckt.
- 2A bis 2B sind jeweils Vorder- und Seitenschnittansichten einer Schiene mit eingesetzten Festkörperleuchten und einem Kühlkörper, der in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gebaut wurde.
- 3A bis 3D sind Seitenschnittansichten von Schienenbeleuchtungssystemen der vorliegenden Erfindung, die verschiedene Kühlkörper illustrieren.
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Gleiche Referenzzeichen beziehen sich auf die jeweiligen Teile in sämtlichen Zeichnungen.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung
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Wie oben beschrieben gibt es andauernde Bemühungen, um die Wärmeabgabe von Festkörperleuchten und insbesondere von Schienenbeleuchtungssystemen mit Festkörperleuchten zu verbessern. Die gegenwärtigen Bemühungen konzentrieren sich jedoch oft auf die Festkörperleuchte selbst und versuchen typischerweise, die Wärmemenge, die die Festkörperleuchte selbst abgibt, zu vergrößern. Im Gegensatz dazu versuchen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Wärmeabgabe zu erhöhen, indem ein Schienenbeleuchtungssystem mit einem Kühlkörper benutzt wird, um somit eine verbesserte Wärmeabgabe über eine separate Einrichtung zu erzielen, d. h. eine Kühlkörperschiene anstelle von einer Veränderung der Festkörperleuchte selbst. Eine zweite Ausführungsform integriert die Festkörperlichtquelle in die Kühlkörperschiene selbst. Hierdurch erhöhen Ausführungsformen der Erfindung die Wärmemenge, die von den Festkörperleuchten abgegeben wird, möglicherweise ohne eine Neugestaltung der Festkörperleuchte selbst zu benötigen. Dies führt zu dem doppelten Vorteil der erhöhten Wärmeabgabe, was es ermöglicht, die Festkörperleuchtenleistung zu erhöhen, während es auch die Last der Wärmeabgabe zu einer separaten oder integrierten Einrichtung verschiebt, so dass Festkörperleuchten für eine bessere Beleuchtungsleistung optimiert werden können anstelle von einer erhöhten Wärmeabgabe.
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1A bis 1C illustrieren ein Schienenbeleuchtungssystem, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde. Schienenbeleuchtungssystem 10 beinhaltet eine Schiene 20, welche ein längliches Element mit linkem und rechtem Ende 22, 24, erster und zweiter Seite 26, 28 und einer Ausnehmung 30 zum Tragen einer oder mehrerer Leuchtenhalterungen 50 ist. Die Schiene 20 kann aus irgendeinem thermisch leitfähigen Material oder Materialien (Beispiele sind Metalle wie Stahl oder Aluminium, thermisch leitfähige Kunststoffe oder Keramiken oder ähnliches) hergestellt werden, welche es in die Lage versetzen, Wärme an einen Kühlkörper zu übertragen. In dieser Ausführungsform ist der Kühlkörper mit den Kühlkörperrippen 40 - 46 gebaut worden. Wie den in der Kunst Befähigten bekannt ist, nimmt die Ausnehmung 30 eine oder mehrere Leuchtenhalterungen 50 auf, von denen sich jede im Wesentlichen von der Schiene 20 aus erstreckt und in denen eine Festkörperleuchte wie eine LED-Leuchte enthalten ist. Diejenigen, die in der Kunst bewandert sind, verstehen auch, dass sowohl die Halterungen 50 als auch die Ausnehmung 30 mit elektrischen Kontakten versehen sind (aus Klarheitsgründen nicht dargestellt), um die LED-Leuchte in elektrischen Kontakt mit einer Stromquelle zu bringen. Dies ermöglicht es den Benutzern, die Leuchtenhalterungen 50 entlang der Ausnehmung 30 der Schiene 20 zu positionieren, so dass die Kontakte der Halterungen 50 und der Ausnehmung 30 in elektrischen Kontakt gebracht werden, um somit elektrische Leistung an die Festkörperleuchte zuzuführen.
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Beim Betrieb dieser Ausführungsform sind die Leuchtenhalterungen 50, die Ausnehmung 30 und die Schiene 20 (in einer beliebigen bekannten Art) so konfiguriert, dass die Rippen 40-46 in thermischem Kontakt mit der Festkörperleuchte der Leuchtenhalterungen 50 stehen. Somit führen die Rippen 40-46 die beim Betrieb der Festkörperleuchten erzeugte Wärme ab. Ferner stellen die Rippen 40-46 eine zusätzliche Oberfläche für die konvektive Wärmeleitung zur Verfügung. Somit wird Wärme von den Festkörperleuchten auf die Rippen 40-46 übertragen, was die Rippen 40-46 anheizt. Konvektive Luftströme, die über die Oberflächen der Rippen 40-46 strömen, kühlen diese, was die von den Festkörperleuchten abgegebene Wärmemenge erhöht. Somit hat die Hinzufügung der Kühlkörperrippen 40-46 es ermöglicht, dass mehr Wärme von den Festkörperleuchten abgegeben wird, was nunmehr hellere und effizientere Festkörperleuchten ermöglicht.
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Die Schiene 20 kann jegliche Strukturen oder Methoden benutzen, um die Wärme von den Leuchten zu übertragen. Diese beinhalten die Übertragung über mechanische Mittel, thermische Wärmeleitungen und zugehörige interne Flüssigkeiten und/oder Gase, und aktive Kühlung wie Ventilatoren oder piezoelektrische Geräte, die Luft zu und/oder durch die Rippen leiten, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Jemand von durchschnittlicher Kenntnis der Kunst wird erkennen, dass das Schienenbeleuchtungssystem 10 an Strukturen wie z. B. Wänden oder Decken in jeglicher Art angebracht werden kann. Z. B. können die Enden 22-24 oder die Seiten 26 - 28 an Wänden oder Decken über Flansche (nicht dargestellt), die Schraubenlöcher oder Klebestreifen aufweisen, befestigt werden, sofern die Flansche nicht so bemessen sind, dass sie das Vorbeiströmen von Luft oder eines anderen Kühlmediums über die Rippen 40 - 46 signifikant stören. Die Erfindung sieht jedes bekannte Verfahren oder Einrichtung vor, durch welche das Schienenbeleuchtungssystem 10 an einer Struktur ohne eine signifikante Störung des Luftstroms über die Rippen 40 - 46 befestigt werden kann. Jemand von durchschnittlicher Kenntnis der Kunst wird außerdem realisieren, dass die Festkörperleuchten eine beliebige Festkörperleuchte wie z. B. eine LED-Leuchte sein kann.
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2A bis 2B illustrieren eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hier sind die Leuchtenhalterungen 50 nicht vorhanden. Im Gegensatz dazu sind die Ausnehmungen 30 aus dem Körper der Schiene 20 selbst ausgespart und konfiguriert, eine Festkörperlampe oder Lichtquelle 60 aufzunehmen. Somit ragt jede Festkörperlichtquelle 60 nicht signifikant aus dem Körper der Schiene 20 hervor, sie ist im Gegenteil in die Schiene 20 eingesetzt, obwohl die Erfindung auch Ausführungsformen abdeckt, in welchen die Festkörperlichtquellen 60 sehr wohl aus der Schiene 20 hervorragen. Die Ausführungsform kann alle optischen Verbesserungen, die über der Festkörperlichtquelle platziert werden können, beinhalten wie z. B. eine Linse oder einen Reflektor, um das Licht von der Festkörperlichtquelle zu steuern oder umzulenken.
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Sowohl in der Ausführungsform der 1A bis 1C als auch der Ausführungsform der 2A und 2B kann die Schiene 20 einen Treiber (nicht dargestellt) enthalten, um elektrische Leistung auf Niveaus zu konvertieren, die für eine Festkörperleuchte passend sind. Alternativ kann der Treiber innerhalb jeder Halterung 50 oder aber außerhalb der Schiene 20 positioniert sein. Der Treiber kann jedes Gerät oder Schaltung sein, um elektrische Leistung auf passende Niveaus zu konvertieren. Ähnlicherweise können die Ausnehmungen 30 der 2A bis 2B und die Halterungen 50 der 1A bis 1C jeweils konfiguriert sein, um jeden Standardschienenbeleuchtungsverbinder oder Festkörperlampe aufzunehmen. Insbesondere können diese jeweils mit einer Fassung konfiguriert sein, die bemessen ist, um jeglichen Standard-Edisonsockel aufzunehmen. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass Ausnehmungen 30 und/oder Halterungen 50, die in den USA benutzt werden, so konfiguriert werden können, dass sie ein oder mehrere von E5, E10, E11, E12, E17, E26, E26D, E29 und E39 Gewindesockel, BA15S und BA15D Bajonettsockel und G4 und GY6.35 Doppelpinsockel aufnehmen, während diejenigen, die an anderen Orten, einschließlich Europa benutzt werden, konfiguriert werde können, dass sie ein oder mehrere von E10, E11, E14, E27 und E40 Gewindesockel, BA15S und BA15D Bajonettsockel und G4 und GY6.35 Doppelpinsockel aufnehmen.
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Die Erfindung berücksichtigt jegliches Kühlkörperdesign, das in der Lage ist, Wärme von einer Festkörperleuchte abzugeben und das für die Benutzung mit einem Schienenbeleuchtungssystem geeignet ist. 3A bis 3D sind Seitenschnittansichten von Schienenbeleuchtungssystemen der vorliegenden Erfindung, die verschiedene solche Kühlkörper illustrieren. 3A illustriert einen Kühlkörper, der Rippen 40-46 aufweist, die einstückig mit der Schiene 20 ausgebildet sind, indem z. B. die Schiene 20 und die Rippen 40-46 aus einem einzigen Guss gebildet wurden oder indem sie aus einem einzigen Stück Material gefräst wurden. Im Gegensatz dazu stellt 3B einen Kühlkörper 100 dar, der separat von der Schiene 20 hergestellt wird und später damit verbunden wird. Separate Kühlkörper 100 und Schienen 20 werden oft einfacher und kostengünstiger hergestellt als das einstückige Kühlkörper/Schienendesign der 3A. Der Kühlkörper 100 kann mit der Schiene 20 in jeder Art verbunden werden, die eine effektive thermische Verbindung zwischen den beiden Teilen ermöglicht. Z. B. können Metallschrauben oder ein thermisch leitfähiger Kleber benutzt werden, um die beiden Teile zu verbinden.
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3C bis 3D unterstreichen die Tatsache, dass die Erfindung nicht nur Rippen 40-46 berücksichtigt, die sich senkrecht von der Schiene 20 erstrecken, sondern auch Rippen 40-46, die sich in einem oder mehr Winkel dazu erstrecken. Z. B. illustriert 3C Rippen 40-46, die einstückig mit der Schiene 20 ausgebildet sind, aber sich jedoch im Wesentlichen in einem Winkel zu der Oberfläche 102 der Schiene 20 erstrecken. Rippen, die sich in einem beliebigen Winkel(n) erstrecken, werden angedacht. Auf ähnliche Art und Weise illustriert 3D einen Kühlkörper 200, der als eine separate Struktur von der Schiene 20 hergestellt wird und Rippen 202 bis 212 aufweist, die sich in Winkeln bezüglich der Oberfläche 102 erstrecken.
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Die vorhergehende Beschreibung benutzt aus Erklärungsgründen eine spezifische Nomenklatur, um für ein gründliches Verständnis der Erfindung zu sorgen. Es wird jedoch einem, der in Kunst bewandert ist, offensichtlich sein, dass spezifische Details nicht nötig sind, um die Erfindung auszuführen. In anderen Beispielen sind allgemein bekannte Geräte in der Blockform dargestellt, um eine unnötige Ablenkung von der zu Grunde liegenden Erfindung zu vermeiden. Somit sind die vorherigen Beschreibungen von spezifischen Ausführungsformen der gegenwärtigen Erfindung aus Illustrations- und Beschreibungsgründen dargestellt. Sie sind nicht als abschließend gedacht oder um die Erfindung auf die genauen Formen, die offenbart sind, zu beschränken. Im Gegenteil sind viele Modifikationen und Variationen in Hinblick auf die obigen Lehren möglich. Z. B. sind in der Erfindung Kühlkörper angedacht, die für die Verbindung und/oder Benutzung mit einem beliebigen passenden Schienenbeleuchtungssystem und einer beliebigen Festkörperleuchte angepasst sind. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen bestmöglich zu erklären, um es somit anderen, die in der Kunst bewandert sind, zu ermöglichen, die Erfindung und die verschiedenen Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen, wie sie zu der jeweiligen beabsichtigten Benutzung passend sind, bestmöglich zu benutzen. Es ist beabsichtigt, dass die Reichweite der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und ihre Äquivalente beschrieben wird.
