DE19747980A1 - Beleuchtungskörper für Schwimmbäder und ähnliches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Beleuchtungskörper für Schwimmbä­ der, Whirlpools, Gartenteiche und/oder Feuchträume aller Art, bestehend aus einem Einbaugehäuse mit einem transparenten Abdeckdeckel, einer Stromzufuhr und einem Leuchtmittel.

Die angesprochenen Beleuchtungskörper betreffen insbesondere Unterwasserscheinwerfer für Schwimmbäder, Whirlpools, aber auch Beleuchtungskörper für Saunen, Duschräume, Dampfräume sowie Feuchträume aller Art, auch zur indirekten Beleuchtung von Einbauteilen.

Nach dem Stand der Technik bekannte Unterwasserscheinwerfer besitzen ein topfförmiges Einbaugehäuse zur Aufnahme eines Reflektors, der zumeist mit einer Bohrung zum Durchführen einer Glühlampe versehen ist. Zur vorderen Seite hin wird das Einbau­ gehäuse mit einer Glasscheibe abgedeckt, die wasserdicht ange­ flanscht ist. Das topfförmige Einbaugehäuse besitzt rückseitig eine Durchführung für einen Stromanschluß. Solche Unterwasser­ scheinwerfer benötigen in betreffenden Schwimmbädern vorberei­ tete Wandnischen, die aufgrund der reflektorkörperbedingten Bauhöhe entsprechend tief sein müssen. Darüber hinaus muß der Abdeckdeckel an der Abstrahlungsseite aus temperaturbeständigem Glas hoher Qualität bestehen, das nicht nur gegenüber den unterschiedlichen Temperaturen im Lampeninneren, bedingt durch die Wärmeabstrahlung der Glühbirne, sondern auch gegenüber den Außentemperaturen (Wassertemperatur) beständig ist. Ebenso muß das Glas entsprechend der Schwimmbad-Füllhöhe druckbeständig, möglichst schlagfest und resistent gegen im Badbereich verwen­ dete chemische Mittel sein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Beleuchtungs­ körper der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine gerin­ gere Einbauhöhe hat, die ggf. auch einen nachträglichen Einbau ohne Schaffung volumentiefer Wandnischen zuläßt. Der Beleuch­ tungskörper soll bei einem Betrieb eine sichere Handhabung ermöglichen und möglichst eine große Variationsbreite in der Formgestaltung des Beleuchtungsmittels liefern.

Diese Aufgabe wird durch den Beleuchtungskörper nach Anspruch 1 gelöst, der erfindungsgemäß eine oder mehrere Leuchtdioden (LED) als Leuchtmittel besitzt. LED (Lumineszenzdioden) sind Halbleiterdioden, die bei Stromdurchfluß Strahlung emittieren. Im Gegensatz zu einer Glühlampe ist das Emissionsspektrum der LED auf einen schmalen Wellenlängenbereich begrenzt, der im wesentlichen von dem Diodenmaterial anhängt. Die spektrale Emission von LED kann materialabhängig monochrom oder bei ent­ sprechender Emissionsbreite weiß sein. LED-bestückte Beleuch­ tungskörper besitzen den Vorteil, daß geringvolumige, insbeson­ dere flache Beleuchtungskörper geschaffen werden können, die nur eine geringe Bauhöhe haben, welche es auch ermöglicht, die Beleuchtungskörper nachträglich auf einer vorhandenen Wand anzubringen. Die Lebensdauer von LED ist sehr groß, so daß ein häufiger Glühbirnenwechsel, wie bei Scheinwerfern herkömmlicher Art notwendig, entfällt. Bei Verwendung von einer Vielzahl von Dioden innerhalb eines Beleuchtungskörpers kann auch der Aus­ fall einer einzelnen Diode in Kauf genommen werden, soweit die Strahlungsemission der übrigen Dioden ausreichend ist. LED sind in der Regel stoß- und vibrationsfest, schaltkreiskompatibel und in ihrer emittierten Strahlung leicht modulierbar. Aufgrund der geringen Wärmeabstrahlung ist es möglich, mehrere Dioden innerhalb eines Einbaugehäuses relativ dicht nebeneinander anzuordnen, ohne die Gefahr von Leuchtmittel-Schädigungen in Kauf nehmen zu müssen. Der geringe Energieverbrauch von LED ermöglicht zudem einen energiesparenden Einsatz des Beleuch­ tungsmittels. Der geringe Platzbedarf von LED sowie die Mög­ lichkeit, mehrere LED nebeneinander anzuordnen, läßt hinsicht­ lich der Beleuchtungskörpergestaltung, insbesondere Gestaltung von Unterwasserscheinwerfern einen großen Freiraum; es sind beliebige Scheinwerferformen denkbar, die jeweils eine geringe Einbauhöhe haben.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Beleuchtungskör­ per sind in den Unteransprüchen beschrieben.

So sind vorzugsweise der Boden und/oder die Seitenwandung bzw. Seitenwandungen des Einbaugehäuses verspiegelt, wobei beliebige Profile je nach gewünschter Reflektion bis hin zur diffusen Lichtstreuung wählbar sind. In einer besonderen Ausgestaltung sind die Leuchtdioden in stufenförmigen, vorzugsweise reflek­ tierenden Ebenen im Einbaugehäuse angeordnet, wobei die einzel­ nen Ebenen vorzugsweise nebeneinander aber in verschiedenen Höhen angeordnet sind. Wie bereits erwähnt, können jedoch auch Reflektorflächen mit nicht ebener Oberfläche für besondere Lichtreflektionen sorgen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Beleuchtungskörper, insbesondere der Unterwasserscheinwerfer ein Einbaugehäuse, in dem die Leuchtdioden auf konzentrischen Kreisbahnen angeordnet sind. Alternativ hierzu können die Unterwasserscheinwerfer auch leistenförmig ausgebildet sein, wobei die LED reihenförmig angeordnet sind. Besondere Effekte lassen sich dann erzielen, wenn im Beleuchtungskörper LED grup­ penförmig angeordnet sind und zwischen den einzelnen LED-Grup­ pen größere Abstände bestehen.

Je nach gewünschter Lichtemission können auch LED verwendet werden, die jeweils einzeln oder gruppenweise monochromes Licht abstrahlen. Besondere Effekte lassen sich dann erzielen, wenn die LED einzeln oder gruppenweise über eine Steuerschaltung getrennt ansteuerbar und/oder in der Lichtstärke regelbar sind. Hierdurch ist es möglich, in den Beleuchtungskörper individu­ elle Strahlungsmuster in Form von geometrischen Figuren zu erzeugen. In gleichem Maße ist es möglich, über die grundsätz­ lich nach dem Stand der Technik bekannten Steuerschaltungen Strahlungen intermittierend abzugeben, so daß "lebende" Beleuchtungsbilder in zeitlich wechselnder Folge abstrahlbar sind. Die geringe Wärmestrahlungsemission der LED schafft den weiteren Vorteil, daß auf besondere Sicherheitsgläser an der Abstrahlseite, die bei herkömmlichen Unterwasserscheinwerfern verwendet werden müssen, verzichtet werden kann. Im einfachsten Fall besteht der transparente Abdeckdeckel aus einem Kunst­ stoff, der je nach Wunsch flach, konvex, konkav oder auch wel­ lig ausgebildet sein kann. Der Kunststoff besteht aus einem solchen Material, das in verwendeten Naßbereichen chemisch resistent ist.

In einer weiteren Ausgestaltung sind auch Beleuchtungskörper möglich, bei denen die Leuchtmittel mit einer Wasser- oder Was­ ser-Luft-Einströmdüse kombiniert werden. Beispielsweise läßt sich ein Beleuchtungskörper im Unterwasserbereich realisieren, bei dem das Einbaugehäuse zentriert eine Durchbrechung zur Auf­ nahme einer Einströmdüse enthält, um die konzentrisch oder in beliebiger ringförmiger Anordnung die Leuchtmittel angeordnet sind. Der eigentliche Beleuchtungskörper besteht somit aus einem Ring, in dessen Mitte eine Aufnahme für die genannte Ein­ strömdüse vorgesehen ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die vorgenannte Steuerschaltung für die Dioden mit einem Temperaturfühler und/oder pH-Wert-Meßfühler verbunden. Die in einem Wasserbecken (Schwimmbecken oder Teich) meßbaren Temperaturen oder pH-Werte werden von der Steuerschaltung verarbeitet und in Form einer Digitalanzeige über die Leuchtdioden eines Beleuchtungskörpers wiedergegeben. Auf diese Weise kann der Beleuchtungskörper gezielt auf Abruf oder in vorgegebenen Zeitsequenzen jeweilige Meßdaten der Temperatur und/oder des pH-Wertes anzeigen. Dies setzt eine Leuchtdiodenanordnung voraus, mit der eine Ziffern- und Buchstabenwiedergabe möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Querschnittsseitenansicht einer Schwimm­ bad-Wandung mit einem auf die Beckenwand nach­ träglich aufgebauten Beleuchtungskörper,

Fig. 2 bis 4 jeweils Draufsichten auf Beleuchtungskörper unterschiedlicher Gestaltung mit mehreren Leuchtdioden,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Beleuchtungskörper mit einer im Zentrum integrierten Einströmdüse und

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Einströmdüse nach Fig. 5.

Der in Fig. 1 dargestellte Unterwasserscheinwerfer besteht aus einem flächen Gehäuse 10, das im vorliegenden Fall auf die Beckenwand 11 eines Schwimmbades aufgesetzt ist. Alternativ ist es ebenso möglich, in der Beckenwand eine der Bauhöhe entspre­ chende Vertiefung (Bohrung) zu schaffen, in welche dann der Scheinwerfer eingesetzt ist. Das Einbaugehäuse 10 wird oben mit einem transparenten Kunststoff-Glas 12 abgedeckt, welches das Einbaugehäuse wasserdicht umgreift. Im Inneren des Einbaugehäu­ ses 10 sind mehrere Lumineszenzdioden (LED) 13 angeordnet, die sich im dargestellten Fall auf einer vorgefertigten Platine 14 mit reflektierender Oberfläche befinden. Die Platine besitzt unterschiedliche Ebenen 141 bis 143, in denen jeweils Dioden 13 angeordnet sind. Diese ebenen sind stufenförmig ausgebildet. Je nach Form der Platine und deren Oberflächengestaltung können gleichmäßige Ausleuchtungen geschaffen werden. Die Vielzahl der vorgesehenen LED hat den Vorteil, daß der Ausfall einer einzel­ nen Diode nicht beträchtlich ins Gewicht fällt, da die Licht­ stärke der übrigen Dioden im Regelfall noch ausreichend ist.

Die Dioden werden über eine Stromzufuhr 15 gespeist, wobei im Rahmen der Erfindung auch solche Ausführungsformen liegen, bei denen unterschiedliche LED 13 bzw. Gruppen von LED mit einer steuer- oder regelbaren Spannung versorgt werden können. Die LED 13 können gleichartig oder hinsichtlich ihrer optischen Strahlungsemission verschieden sein.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf einen kreisrunden Beleuchtungs­ körper 16, in dem in konzentrischer Anordnung ringförmig Dioden-Ringe 17 bis 20 vorgesehen sind. Die Dioden-Ringe 17 bis 20 können in jeweils gleichen Ebenen oder unterschiedlichen Ebenen, wie anhand der Fig. 1 ersichtlich, angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt einen Beleuchtungskörper 21 in langgestreckter Form, in dem drei Reihen 22 bis 24 von LED nebeneinander ange­ ordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein Lichtband aus drei Rei­ hen mit entsprechenden Spalten.

Fig. 4 zeigt einen unregelmäßig geformten Beleuchtungskör­ per 25, bei dem einzelne jeweils als Kreise 26 dargestellte LED in unregelmäßiger Anordnung vorgesehen sind. Die Form des Beleuchtungskörper 25, die im vorliegenden Fall sichelartig ist, ist ebenso variabel wie die Anordnung der LED, die grup­ penweise der Art sein kann, daß die Wiedergabe von gewünschten geometrischen oder sonstigen Motiven möglich ist. Die LED 26 können einzeln oder gruppenweise über eine vorhandene Steuer­ elektronik ansteuerbar sein, so daß auch die Abstrahlung von zeitlich variierenden Bildern, sowohl in der Farbe als auch in der abgestrahlten Kontur, möglich ist.

Eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Beleuch­ tungskörpers 27 ist Fig. 5 zu entnehmen. Dieser Beleuchtungs­ körper besitzt eine ringförmige Schar von LED 28, die um eine im Zentrum angeordnete Einströmdüse 29 angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt diese Einströmdüse 29 im Querschnitt. Der eigent­ liche Düsenkörper 30 ist drehbar in einer Fassung angeordnet, welche in eine mittlere Durchbrechung des Beleuchtungskör­ pers 27 eingesetzt ist. Auch hier sind Variationen dahingehend möglich, daß Einströmdüsen azentrisch oder asymmetrisch mit beliebig angeordneten LED im Beleuchtungskörper kombiniert sind. Ggf. können auch mehrere Einströmdüsen in entsprechenden Durchbrechungen eines Beleuchtungskörpers angeordnet sein. Das in eine Schwimmbecken einströmende Wasser- oder Wasser-Luft- Gemisch erzeugt dann zusammen mit der Abstrahlung durch die LED, die zeitlich wechselnde Bilder und/oder Farbmotive wieder­ geben kann, besondere Effekte.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Beleuchtungskörper, insbesondere Unterwasserscheinwerfer besteht darin, daß diese einfacher montiert werden können, da im Gegensatz zu den nach dem Stand der Technik bekannten großvolumigen Bauformen keine vorbereiteten Einbaunischen benötigt werden. Der Energiever­ brauch ist gegenüber herkömmlichen Scheinwerfern erheblich minimiert. Die Beleuchtungskörper besitzen auch entsprechend der Lebensdauer von LED eine erheblich höhere Lebensdauer. Im Gegensatz zu Unterwasserscheinwerfern sind vielfache Beleuch­ tungskörper-Formgebungen möglich. Der Anwendungsbereich ist aufgrund der einfachen Konzeption und der geringfügigen Sicher­ heitsanforderungen - die Stromversorgung der Leuchtdioden gehört in den Schutzbereich der Schutzkleinspannungen - breit gestreut. So lassen sich die Beleuchtungskörper sowohl als Scheinwerfer für Whirlpools, Schwimmbäder, Gartenteiche, als Unterwasserscheinwerfer ebenso verwenden wie in Saunen, Dusch­ räumen, Dampfräumen sowie sonstigen Feuchträumen aller Art, aber auch zur indirekten Beleuchtung von Einbauteilen. Die Ver­ letzungsgefahr, wie sie bei herkömmlichen Scheinwerfern durch die entsprechende Wärmeabstrahlung möglich ist, ist ausge­ schlossen, so daß die erfindungsgemäßen Beleuchtungskörper auch in Kinderschwimmbecken gefahrlos eingebaut werden können. Auf­ grund der geforderten Niederspannung ist der Einsatz der erfin­ dungsgemäßen Beleuchtungskörper in allen Naßbereichen zulässig.

Besonders vorteilhaft ist ferner, daß auf bisher übliche Sicherheitsfrontgläser und temperaturbeständige Gehäuse ver­ zichtet werden kann. Die lange Lebensdauer von LED ermöglicht einen wartungsarmen Betrieb über Jahre hinaus bei geringem Stromverbrauch. Die zum Betrieb von LED benötigte Kleinspannung reduziert auch das Bauvolumen der Netz- und Schaltungsteile.

Claims (10)

1. Beleuchtungskörper für Schwimmbäder, Whirlpools, Garten­ teiche und/oder Feuchträume aller Art, bestehend aus einem Einbaugehäuse (10, 16, 21, 25, 27) mit einem transparenten Abdeckdeckel (12), einer Stromzufuhr (15) und einem Leuchtmittel, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Leuchtdioden (LED) (13, 17 bis 20, 22 bis 24, 26, 28) als Leuchtmittel.

2. Beleuchtungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Boden- und/oder die Seitenwandung(en) des Einbaugehäuses aus verspiegelten Profilen (14) bestehen.

3. Beleuchtungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leuchtdioden (13) in stufenförmigen, vorzugs­ weise reflektierenden Ebenen (141 bis 143) im Einbauge­ häuse (10) angeordnet sind.

4. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oder zumindest einige der verspiegelten Profile (14) Körper mit unregelmäßig geform­ ter Oberfläche sind.

5. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden auf konzen­ trischen Kreisbahnen (17 bis 20), reihenförmig (22 bis 24) oder in einzelnen Gruppen (26) im Einbaugehäuse angeordnet sind.

6. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Leuchtdioden oder Gruppen von Leuchtdioden Licht unterschiedlicher Wel­ lenlängenbereiche ausstrahlen.

7. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Leuchtdioden oder Gruppen von Leuchtdioden über eine Steuerschaltung getrennt ansteuerbar und/oder in der Versorgungsspannung getrennt regelbar sind.

8. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Abdeck­ deckel (12) aus Kunststoff, vorzugsweise Plexiglas, besteht und/oder eben, konvex oder konkav ausgebildet ist.

9. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbaugehäuse bodenseitig und der Abdeckdeckel mindestens eine, vorzugsweise zen­ trisch angeordnete, oder mehrere Durchbrechungen zur jeweiligen Aufnahme einer Einströmdüse (29) für eine Was­ ser- oder eine Wasser-Luft-Gemisch-Zufuhr aufweist.

10. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung für die Dioden mit einem Temperaturfühler und/oder pH-Wert-Meßfüh­ ler verbunden ist und die LED eine Anordnung haben, mit der eine Ziffernwiedergabe in Form einer Digitalanzeige für die gemessenen Temperaturen und/oder pH-Werte möglich ist.