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Die
Erfindung betrifft eine Leuchte mit Leuchtstoff-Leuchtmitteln in
einem Gehäuse,
insbesondere für
den Einsatz in arktischen Gebieten.
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In
der
EP 1 429 072 ist
eine Leuchte zum Betrieb bei tiefen Temperaturen dargestellt. Als
Leuchtmittel sind zwei Leuchtstofflampen vorgesehen. Die Leuchte
ist an eine Stromversorgung angeschlossen. Bei Stromausfall ist
ein Akkubetrieb möglich.
Zugleich ist die bekannte Leuchte explosionsgeschützt. Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine derartige Leuchte
aber mit Netz- und/oder Akkubetrieb, mit oder ohne Explosionsschutz.
Im einfachsten Fall handelt es sich um eine an ein Stromnetz angeschlossene
Leuchte ohne Explosionsschutz.
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Ein
Nachteil der Leuchtstofflampen ist die Abhängigkeit der Lichtstärke von
der Temperatur. Bei niedrigen Temperaturen unterschreitet die Lichtstärke einen
angestrebten Mindestwert. Im Extremfall können Leuchtstofflampen nicht
mehr zünden
oder sogar erlöschen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte der eingangs genannten
Art zu schaffen, die auch bei tiefen Temperaturen eine Mindestlichtstärke abgibt.
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Die
erfindungsgemäße Leuchte
ist gekennzeichnet durch LEDs als weitere Leuchtmittel. Je kälter die
Umgebung ist, umso effizienter sind LEDs. Mit diesen ist eine Mindestleuchtstärke auch
bei arktischen Temperaturen gewährleistet.
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Die
erfindungsgemäße Leuchte
wird beispielsweise verwendet als Außenleuchte an Gebäuden, als
Innenleuchte in nicht beheizten Gebäudeteilen, an Bord von Schiffen
oder Bohrinseln.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine besondere Schaltung
zum Einschalten der LEDs vorgesehen. Das Einschalten der LEDs erfolgt,
sobald ein Umgebungs-Parameter und/oder Leuchten-Parameter einen
Grenzwert erreicht, insbesondere unterschreitet. Die LEDs werden
zusätzlich
zu den Leuchtstoff-Leuchtmitteln
oder anstelle derselben eingeschaltet. Bei dieser Variante der Erfindung
ist demnach vorgesehen, dass die LEDs nur unter bestimmten Bedingungen
eingeschaltet sind. Umgebungs-Parameter ergeben sich beispielsweise durch
die die Leuchte umgebende Atmosphäre oder Witterung. Hierzu zählt auch
die Temperatur außerhalb
oder innerhalb der Leuchte. Leuchten-Parameter sind beispielsweise
die von den Leuchtstoff-Leuchtmitteln abgegebene Lichtstärke oder
die von den Leuchtstoff-Leuchtmitteln
aufgenommene Stromstärke.
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Möglich ist
ein Betrieb derart, dass oberhalb eines Grenzwertes nur die Leuchtstoff-Leuchtmittel leuchten
und unterhalb des Grenzwertes LEDs und Leuchtstoff-Leuchtmittel
leuchten. Alternativ werden die Leuchtstoff-Leuchtmittel bei Erreichen
eines Grenzwertes aus- und die LEDs eingeschaltet. Dabei sind auch Überschneidungen
im Betrieb der verschiedenen Leuchtmittel möglich. Wichtig ist, dass ab
einem bestimmten Grenzwert zumindest die LEDs eingeschaltet sind,
so dass auch bei weiterem Absinken der Lichtstärke der Leuchtstoff-Leuchtmittel
eine Mindestlichtstärke
der Leuchte gewährleistet
bleibt.
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In
der einfachsten Ausführung
leuchten die LEDs stets parallel zu den Leuchtstoff-Leuchtmitteln, so
dass eine Grenzwertüberwachung
und eine besondere Steuerschaltung hierfür nicht erforderlich sind.
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Vorteilhafterweise
werden die LEDs bei Unterschreiten einer Grenztemperatur eingeschaltet, etwa
bei Unterschreiten von 0°C.
Ein geeigneter Temperatursensor kann im Inneren der Leuchte angeordnet
sein. Dabei ist die Temperatur im Bereich der Leuchtstoff-Leuchtmittel
besonders gut erfassbar. Alternativ kann ein Sensor auch außerhalb
der Leuchte angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise
wird als Grenztemperatur die Temperatur angenommen, bei der die
Hälfte
der Leuchtstoff-Leuchtmittel gerade so viel Licht abstrahlt wie
alle LEDs zusammen. Bei Totalausfall der Leuchtstoff-Leuchtmittel
müssen
die LEDs allein die gewünschte
Mindestlichtstärke
liefern. Die Mindestlichtstärke
ist abhängig
von den Anforderungen vor Ort, gegebenenfalls auch von technischen
oder Sicherheits-Vorschriften.
Die Lichtstärke
der LEDs einerseits und die Leuchtstoff-Leuchtmittel andererseits
sind dabei aufeinander abgestimmt.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine Schaltung zum Abschalten
der Leuchtstoff-Leuchtmittel vorgesehen. Die Abschaltung erfolgt,
sobald ein Umgebungs-Parameter
und/oder Leuchten-Parameter einen Grenzwert erreicht bzw. unterschreitet.
Dies bedeutet, dass nach Erreichen des Grenzwertes nur noch die
LEDs eingeschaltet bleiben. Diese Schaltung und die oben genannte Schaltung
zum Einschalten der LEDs können
auch in einer gemeinsamen Schaltung realisiert sein. Möglich ist
auch eine stufenweise Schaltungslogik, nämlich bei Erreichen eines ersten
Grenzwertes das Einschalten der LEDs und bei Erreichen eines zweiten Grenzwertes
das Ausschalten der Leuchtstoff-Leuchtmittel.
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Bevorzugter
Grenzwert ist auch hier die Temperatur bzw. das Unterschreiten derselben.
Zusätzlich
oder alternativ können
Lichtstärke
und Stromstärke
der Leuchtstoff-Leuchtmittel
einbezogen werden.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung ist mindestens eine Reihe
von LEDs zwischen zwei Leuchtstofflampen vorgesehen. Letztere sind parallel
zueinander und mit einem schmalen Zwischenraum angeordnet, beispielsweise
zwei 18 Watt/T-Standardleuchtmittel
mit zwei Reihen von je zwölf
LEDs dazwischen. Die LED-Reihe erstreckt sich parallel zu den Leuchtstofflampen.
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Vorteilhafterweise
sind mehrere LEDs, insbesondere alle LEDs, auf einem gemeinsamen
Kühlkörper angeordnet.
Der Kühlkörper verteilt
die nahezu punktförmig
anfallende Abwärme
der LEDs und verhindert so örtliche
Temperaturspitzen, die die Lichtstärke der LEDs negativ beeinflussen
können. Die
LEDs sind auf dem vorzugsweise an seiner Oberseite ebenen Kühlkörper angeordnet.
Der Kühlkörper weist
an seiner Unterseite Kühlrippen
auf und besteht insbesondere aus Aluminium oder einem anderen gut
wärmeleitenden
Werkstoff.
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Vorzugsweise
ist der Kühlkörper zwischen zwei
parallel zueinander angeordneten Leuchtstofflampen und parallel
zu diesen vorgesehen. Dadurch kann der Kühlkörper einen Teil der Wärme auch
an die Leuchtstofflampen oder an einen gemeinsamen Träger übertragen.
Schließlich
weist der Kühlkörper möglichst
keinen direkten Kontakt zur Außenwand des
Gehäuses
der Leuchte auf.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die LEDs von einer gemeinsamen
Abdeckung geschützt
und dabei insbesondere auf einer durchgehenden Fläche aus
Metall oder anderem Werkstoff angeordnet. Zwischen Abdeckung und
Fläche
ist ein Hohlraum gebildet, in dem sich die LEDs befinden. Die LEDs
sind so auch bei geöffnetem
Gehäuse
geschützt,
beispielsweise beim Auswechseln der Leuchtstoff-Leuchtmittel. Die
Abdeckung ist vorzugsweise aus klar durchsichtigem Polycarbonat (PC)
hergestellt.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und
aus den Ansprüchen.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Leuchte bei geschlossenem
Deckel,
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2 eine
Draufsicht auf die Leuchte gemäß 1,
jedoch ohne Deckel,
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3 eine
Seitenansicht der Leuchte mit geschlossenem Deckel,
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4 eine
Seitenansicht eines im Inneren der Leuchte angeordneten Trägers,
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5 eine
Unteransicht des Trägers,
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6 einen
Querschnitt durch die Leuchte entlang der Linie C-C gemäß 3,
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7 einen
Querschnitt durch die Leuchte entlang der Linie A-A gemäß 1.
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Eine
Leuchte
10 weist ein im Wesentlichen aus einem Boden
11 und
Deckel
12 bestehendes Gehäuse auf. Tiefgezogener Boden
11 und
durchsichtiger oder durchscheinender Deckel
12 sind jeweils wannenförmig ausgebildet
und im Bereich eines umlaufenden Flansches durch geeignete Scharniere und
Rastelemente miteinander verbunden, wie dies beispielsweise auch
in der
EP 1 429 072 der
Anmelderin gezeigt ist. Auf die Offenbarung der genannten EP-Schrift
wird ausdrücklich
Bezug genommen.
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In
den Boden 11 eingesetzt und etwa im Bereich eines umlaufenden
Bodenflansches 13 gehalten ist ein Träger 14, welcher im
Wesentlichen als flaches rechteckiges Blech ausgebildet ist. Der
Träger 14 weist
außerdem
im Verhältnis
zu seiner Breite relativ niedrige Längsseiten 15 auf,
die durch Aufwärtskantung
um 90° gebildet
sind.
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Auf
einer zum Deckel 12 hin gerichteten Oberseite des Trägers 14 angeordnet
sind zwei Leuchtstofflampen 16, 17 mit einer elektrischen
Leistung von jeweils 18 Watt. Die Leuchtstofflampen 16, 17 erstrecken
sich in Längsrichtung
der Leuchte 10 und dabei zugleich nahe der Längsseiten 15.
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Zwischen
den Leuchtstofflampen 16, 17 ist auf dem Träger ein
Kühlkörper 18 angeordnet
mit einer Längserstreckung
etwa entsprechend der Länge der
Leuchtstofflampen. Der Kühlkörper 18 ist
als Strangprofil mit einem im Wesentlichen umgekehrt U-förmigen Querschnitt
ausgebildet, wobei Schenkel 19, 20 zwischen aufwärtsgekanteten
Mittelwänden 21, 22 des
Trägers 14 gehalten
sind und zwar mit geringem Abstand zum Träger im Übrigen. Letzterer weist im
Bereich des Kühlkörpers 18 durch
die aufwärtsgerichteten
Mittelwände 21, 22 eine
Ausnehmung 23 auf, so dass der Kühlkörper 18 Wärme in Richtung
auf den Boden 11 abstrahlen kann. Hierzu weist der Kühlkörper 18 zu
den Schenkeln 19, 20 parallel gerichtete Kühlrippen 24 auf.
Letztere weisen etwa dieselbe Länge,
Höhe und
Breite wie die Schenkel 19, 20 auf und erstrecken
sich ebenso wie diese von einer oberen Wandung 25 des Kühlkörpers 18 in Richtung
auf den Träger 14.
Der Kühlkörper 18 ist vorzugsweise
aus einem Aluminiumprofil oder einem anderen, gut wärmeleitenden,
metallischen Werkstoff hergestellt. Durch den Kontakt mit den Mittelwänden kann
auch Wärme
vom Kühlkörper direkt
auf den Träger 14 übertragen
werden.
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Auf
einer Oberseite der Wandung 25 sind hier insgesamt 24 Leuchtdioden 26 montiert
und zwar jeweils mit einer kleinen Platine 27. Dabei sind je
2 Platinen mit LEDs nebeneinander und 12 hintereinander (in Längsrichtung
der Leuchte 10) angeordnet.
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Die
obere Wandung 25 mit den LEDs 26 und Platinen 27 ist
unter Bildung eines Zwischenraumes vollständig abgedeckt durch eine klar
durchsichtige Abdeckung 28 aus Polycarbonat. Eine Oberseite 29 der
Abdeckung 28 verläuft
parallel zum Träger 14 und erstreckt
sich etwa soweit in den Deckel 12 hinein wie auf dem Träger 14 angeordnete
Fassungen 30 für
die Leuchtstofflampen 16, 17.
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An
der Unterseite des Trägers 14,
d. h. in den Boden 11 hineinreichend, sind elektronische
Schaltungen und Vorschaltgeräte
für den
Betrieb der genannten Leuchtmittel 16, 17, 26 vorgesehen,
nämlich eine
Schaltung 31 unterhalb einer der Leuchtstofflampen 16, 17 und
eine Schaltung 32 unterhalb des Kühlkörpers 18. Der Schaltung 31 gegenüberliegend, unterhalb
der anderen Leuchtstofflampe 16, 17, sind Akkus 33 angeordnet.
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Der
Boden 11 weist an seinen beiden Stirnseiten jeweils Kabeleinlässe 34 auf.
Außerdem
ist der Deckel an seiner Unterseite mit abgewinkelten Trägerblechen 35 versehen.
Diese dienen zur Befestigung der Leuchte 10 an einer Wand
oder Decke, vorzugsweise über
Kopf mit nach untengerichtetem Deckel 12 an einer Decke.
Eine derart hängende
Ausrichtung der Leuchte 10 zeigt beispielsweise 3.
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Im
Inneren der Leuchte 10 ist ein nicht gezeigter Temperatursensor
angeordnet, dessen Ausgangssignal zur Schaltung der LEDs 26 und
Leuchtstofflampen 16, 17 verwendet wird. Die genannten Leuchtmittel
werden so betrieben, dass bei Unterschreiten einer bestimmten Grenztemperatur
am Temperatursensor die LEDs 26 eingeschaltet und zugleich
die Leuchtstofflampen 16, 17 abgeschaltet werden.
Alternativ können
die LEDs 26 oberhalb der Grenztemperatur zusammen mit den
Leuchtstofflampen 16, 17 betrieben werden und
unterhalb der Grenztemperatur ohne die Leuchtstofflampen 16, 17. Als
Grenztemperatur ist vorzugsweise 0°C oder eine darunter liegende
Temperatur vorgesehen.
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Die
Lichtstärke
und Leistungsaufnahme der LEDs ist so ausgewählt, dass die vorhandenen LEDs bei
Grenztemperatur etwa dieselbe Lichtausbeute ergeben wie eine der
Leuchtstofflampen 16, 17 (entsprechend einem 18
W/T-Standardleuchtmittel).
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Sofern
bei Temperaturen oberhalb der Grenztemperatur die Leuchtstofflampen 16, 17 und zugleich
die LEDs 26 betrieben werden, kann sich bei sinkender Außentemperatur
die Einnahme der Grenztemperatur durch die Abwärme der LEDs verzögern, sodass
die Leuchtstofflampen 16, 17 etwas später abgeschaltet
werden als bei einem Betrieb ohne LEDs oberhalb der Grenztemperatur.
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Im
vorliegenden Fall ist die Leuchte 10 zugleich als Notlicht
ausgebildet durch die vorgesehenen Akkus 33. Diese versorgen
die Leuchtmittel bei Ausfall der Netzspannung mit Strom. Vorzugsweise sind
die Leuchtmittel so angesteuert, dass im Akkubetrieb oberhalb der
Grenztemperatur nur die Leuchtstofflampen 16, 17 leuchten.
Alternativ ist aber auch die parallele Ansteuerung der Leuchtmittel oberhalb
der Grenztemperatur möglich.
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Die
Leuchte
10 kann je nach Umgebung und Einsatzzweck für unterschiedliche
Schutzklassen vorgesehen sein, beispielsweise mit einem Explosionsschutz
mit erhöhter
Sicherheit entsprechend der in der genannten
EP 1 429 072 gezeigten Leuchte oder
mit einem Schutz anderer Art.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu dem nicht gezeigten Temperatursensor können ein Lichtsensor und/oder
ein Stromsensor vorgesehen sein. Deren Signale können zum Abschalten der Leuchtstofflampen 16, 17 verwendet
werden, auch generell zum Umschalten zwischen den LEDs 26,
einerseits und den Leuchtstofflampen 16, 17 andererseits.
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- 10
- Leuchte
- 11
- Boden
- 12
- Deckel
- 13
- Bodenflansch
- 14
- Träger
- 15
- Längsseiten
- 16
- Leuchtstofflampe
- 17
- Leuchtstofflampe
- 18
- Kühlkörper
- 19
- Schenkel
- 20
- Schenkel
- 21
- Mittelwand
- 22
- Mittelwand
- 23
- Ausnehmung
- 24
- Kühlrippen
- 25
- obere
Wandung
- 26
- LEDs
- 27
- Platinen
- 28
- Abdeckung
- 29
- Oberseite
- 30
- Fassungen
- 31
- Schaltung
- 32
- Schaltung
- 33
- Akkus
- 34
- Kabeleinlässe
- 35
- Trägerbleche