DE202010004087U1

DE202010004087U1 - Leuchte

Info

Publication number: DE202010004087U1
Application number: DE202010004087U
Authority: DE
Original assignee: IVENTUM GmbH
Current assignee: IVENTUM GmbH
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2020-03-25

Abstract

Leuchte, insbesondere Wohnraumleuchte zur Befestigung an einer Wand oder an einer Decke, mit einer aus mindestens einer LED bestehenden Lichtquelle, die auf einer Platine oder einem Sockel angeordnet ist, und mit einem Kühlkörper zur Wärmeabfuhr, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper einzelne Lamellen (16) besitzt, die parallel zueinander und um mindestens 45° gegen die optische Achse (18) der Lampe (10) geneigt angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere eine Wohnraumleuchte zur Befestigung an einer Wand oder an einer Decke, mit einer aus mindestens einer LED bestehenden Lichtquelle, die auf einer Platine oder einem Sockel angeordnet ist und mit einem Kühlkörper zur Wärmeabfuhr.
Die LED wird passiv gekühlt, d. h. der genannte Kühlkörper wird passiv betrieben, nämlich ohne einen zusätzlichen Ventilator oder sonstige energiegespeiste Kühlungen. Die Leuchte kann prinzipiell in beliebigen Ausführungen gestaltet sein, z. B. auch als Stehleuchte, die an einem Mast oder einem Gestell befestigt ist. Primär sind jedoch solche Befestigungen oder Lampenanordnungen angesprochen, bei denen der Leuchtenkörper fest an einer Halterung oder einer Wand bzw. Decke montiert ist.
Lange Zeit beherrschten Glühlampen den Markt für die Wohnraumbeleuchtung, obwohl diese Lampen nur eine geringe Strahlungsleistung besitzen und energieineffizient arbeiten, da der größte Teil der zum Lampenbetrieb aufgewendeten Energie als Wärme verloren geht. Die große Wärmeentwicklung solcher Glühlampen schränkte auch die Gestaltungsmöglichkeiten von Wohnraumlampen erheblich ein, da die hohe Wärmeentwicklung zur Schonung des Lampengehäuses, das zum Teil aus Kunststoff, zum Teil auch aus textilbespannten Materialien bestand, gewisse Abstände einzuhalten waren. Als Alternative boten sich mit besseren Wirkungsgraden und/oder einer höheren Lichtausbeute Gasentladungslampen wie Halogen-Metalldampflampen, Leuchtstofflampen, Quecksilberdampflampen oder Natriumdampflampen an, die jedoch den Nachteil haben, ein voluminöses Vorschaltgerät zu benötigen. Inzwischen sind auch sogenannte Energiesparlampen auf dem Markt erhältlich, die als Kompaktleuchtstofflampen die Vorzüge einer höheren Lebensdauer und eines geringeren Energieverbrauches bzw. eines höheren Wirkungsgrades besitzen.
Eine Alternative zu solchen Energiesparlampen bietet die Leuchtdiode (LED), die in den vergangenen Jahren eine rasante Entwicklung zu hohen Strahlungsleistungen erfahren hat. Der Vorteil der LED ist die sehr lange Lebensdauer und eine kleinvolumige Bauweise sowie der geringe Energieverbrauch. Die wachsende Strahlungsleistung der LED in Verbindung mit der Verwendung von einer Vielzahl von LEDs innerhalb einer Lampe führen zu dem Problem, dass entstehende Wärme abgeführt werden muss.
Beispielsweise beschreibt die DE 20 2009 008 456 U1 eine Deckeneinbauleuchte, die in einen Deckenhohlraum montiert wird. Um die Wärme, welche die Leuchtdioden sowie die Schaltelektronik entwickelt, abführen zu können, sind mehrere Kühlkörper vorgesehen, nämlich ein erster quaderförmiger Kühlkörper, der rückseitig des Halterings angeordnet ist, sowie ein zweiter Kühlkörper, der wärmeleitend mit dem ersten Kühlkörper verbunden ist und quer von der Lampe abragend angeordnet ist. Zusätzlich dienen sogenannte Heat-Pipe-Elemente zur Wärmeleitung auf den zweiten Kühlkörper, der zudem noch mit Kühllamellen versehen ist. Vorzugsweise soll hinter dem ersten Kühlkörper noch ein weiterer Kühlkörper mit Lamellen liegen, die sternförmig nach hinten abstehen.
Als Vorteil dieser Ausführungsform wird angegeben, dass die Lampe aufgrund des quer abstehenden Kühlkörpers eine geringe Einbauhöhe besitzt, allerdings wird diese geringe Einbauhöhe mit dem Nachteil erkauft, dass der zusätzliche Kühlkörper seitlich der Lampe einen zusätzlichen Raum benötigt, so dass diese Bauform nur als Deckeneinbauleuchte geeignet ist.
Die DE 10 2007 042 978 A1 beschreibt eine Lampe, die ein teilweise lichtdurchlässiges Gehäuse aufweist, in dem mehrere Leuchtdioden als Lichtquelle vorgesehen sind, die auf einer Platine befestigt sind und ein sogenanntes Leuchtmodul bilden. Von den Leuchtdioden bzw. von der Platine führen Wärmeleitelemente zu einem Sockel mit Wärmeableitflächen, die den Außenflächen bzw. den Unterseiten der Wärmeelemente entsprechen. Die Wärmeleitelemente können auch als Heat-Pipes ausgebildet sein. Der Nachteil dieser Bauform liegt darin, dass die Wärmeabfuhr unzureichend ist.
Eine weitere Gestaltungsalternative beschreibt die DE 10 2007 030 186 B4 mit einer Lampeneinheit, die einen Reflektor, eine linearförmige Lichtquelleneinheit mit mehreren LEDs, einen an der Lichtquelleneinheit befestigten Kühlkörper sowie einen elektrischen Anschluss aufweist. Der Reflektor ist halbzylinderförmig ausgebildet, wobei die Lichtquelleneinheit nach unten hin durch den Kühlkörper abgedeckt wird.
Um eine hinreichende Kühlwirkung zu entfalten, ist es auch bei dieser Lampe erforderlich, gewisse Abstände der Dioden vom Reflektor einzuhalten und die einzelnen LEDs linear oberhalb eines lang gestreckten Kühlkörpers mit nach unten ragenden Lamellen anzuordnen. Kompakte Bauweisen sind mit einer solchen Konstruktion in Verbindung mit Hochleistungs-LEDs nicht möglich.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Leuchte zu schaffen, die bei relativ kompakter Bauweise eine ausreichende Kühlung durch einen Kühlkörper ohne zusätzliche aktive Hilfsmittel ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 vorgeschriebene Leuchte vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kühlkörper einzelne Lamellen besitzt, die parallel zueinander und um mindestens 45° gegen die optische Achse der Lampe geneigt angeordnet sind. Verwendet man die Lampe als Deckenlampe oder Hängeleuchte, verläuft diese optische Achse senkrecht. Bei Wandlampen sollte eine Lampengehäusekonstruktion gewählt werden, bei der die genannte Mindestneigung der Lamellen gegenüber der Raumvertikalen ebenfalls erreicht wird, so dass die Wärmeabfuhr optimal ist.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung basiert darauf, dass innerhalb einer Lampe durch die nach oben strömende Wärme eine kaminartige Luftbewegung entsteht, die zur Kühlung der LEDs sowie der Platine und des Sockels, worauf der LED-Chip bzw. die LED-Chips befestigt sind, verwendet werden kann. Die stetig von unten nachströmende kühlere (Raum-)Luft streicht an den Kühlkörper-Lamellen vorbei und führt Wärme ab. Ein Wärmestau wird hierdurch innerhalb der Lampe verhindert.
Vorzugsweise bildet der Kühlkörper zumindest teilweise das Lampengehäuse, wobei insbesondere der größte Teil des Lampengehäuses bis auf etwaige obere und untere Abdeckplatten vom Kühlkörper gebildet werden soll.
Wie im Prinzip grundsätzlich nach dem Stand der Technik bekannt, können auch Heat-Pipes verwendet werden, die als gas- oder flüssigkeitsdurchströmte Rohre zwischen der Platine oder dem Sockel und dem Kühlkörper angeordnet sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung besitzt die Lampe einen Reflektor, zwischen dem und dem ihn umgebenden Gehäuse, das den Kühlkörper bildet, ein im Querschnitt ringförmiger Raum liegt, aus dem unter einer Winkelneigen in zwischen den einzelnen Lamellen liegenden Luftspalten erwärmte Luft kaminartig abziehen kann.
Das Lampengehäuse besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, womit hohe Leitfähigkeitswerte erreicht werden.
Weitere Vorteile der Erfindung und Ausführungsformen werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und
2 eine Seitenansicht derselben Wohnraumleuchte.
Die in 1 und 2 dargestellte Wohnraumleuchte 10 ist als Hängeleuchte konzipiert, jedoch ergibt sich eine ähnliche Ausgestaltung auch als Decken- oder Wandleuchte zu unmittelbaren Decken- oder Wandbefestigungen. Im vorliegenden Fall besitzt die Lampe einen Haken 11, der in eine entsprechende Öse oder an einen entsprechenden Deckenhaken eingeführt bzw. mit ihm verbunden werden kann. Übliche Stromanschlüsse sind der Übersicht halber fortgelassen. Die Lampe besitzt ferner einen glockenförmigen Reflektor 12, der an seinem hinteren Ende eine Durchbrechung 13 besitzt, durch die die auf einem Sockel 14 befindlichen Dioden durch gesteckt werden oder das entstehende Licht einstrahlt, wobei der innen verspiegelte Reflektor Lichtverluste verhindert.
Der Sockel 14 ist über Heat-Pipes, von denen zwei dargestellt sind, mit den Lamellen 16 verbunden, von denen eine Vielzahl als Gruppe 17 parallel zueinander und übereinander angeordnet ist, wobei jede Lamelle etwa unter einem Winkel von 45° zur optischen Achse 18 geneigt ist. Zwischen der Außenwand des Reflektors 13 sowie den Lamellen befindet sich ein im Querschnitt ringförmiger Raum 19, durch welchen die Luft von unten nach oben geführt wird und jeweils Teilströme der Luftbewegung in die Luftspalte zwischen die jeweiligen Lamellen 16 abgeleitet werden. Die an den Lamellenoberflächen vorbeiströmende Luft tauscht Wärme aus, wodurch die Lamellenoberfläche abgekühlt wird. Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass praktisch der gesamte Mantel des Lampengehäuses als Kühlkörper genutzt wird. Durch die 45°-Winkelanstellung der einzelnen Lamellen der Lamellengruppe 17 ist auch der unmittelbare Sichtkontakt auf den Reflektor bzw. den Sockel oder die Platine versperrt, weshalb die Lamellen gleichzeitig eine Art Sichtblende bilden. Die Lampe kann, wie 2 demonstriert, eine Zylinderform mit geringer Höhe und großem Durchmesser besitzen, wobei die unterste Lamelle 16 den unteren Abschluss und eine Abdeckkappe 20 einen oberen Abschluss bildet. Das Lamellenpaket sowie die Kappe 20 und alle übrigen Bauteile können über ein Gerüst bzw. Stege 21 miteinander verbunden sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202009008456 U1 [0005]
- DE 102007042978 A1 [0007]
- DE 102007030186 B4 [0008]

Claims

Leuchte, insbesondere Wohnraumleuchte zur Befestigung an einer Wand oder an einer Decke, mit einer aus mindestens einer LED bestehenden Lichtquelle, die auf einer Platine oder einem Sockel angeordnet ist, und mit einem Kühlkörper zur Wärmeabfuhr, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper einzelne Lamellen (16) besitzt, die parallel zueinander und um mindestens 45° gegen die optische Achse (18) der Lampe (10) geneigt angeordnet sind.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper zumindest teilweise das Lampengehäuse bildet.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Platine oder dem Sockel (14) und dem Kühlkörper (17) flüssigkeitsdurchströmte Rohre (15) (Heat-Pipes) angeordnet sind.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe einen Reflektor (12) besitzt, zwischen dem und dem ihm ungebenden Gehäuse, das den Kühlkörper (17) bildet, ein im Querschnitt ringförmiger Raum (19) liegt, aus dem unter einer Winkelneigung in zwischen den einzelnen Lamellen (16) liegenden Luftspalten erwärmte Luft kaminartig abziehen kann.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampengehäuse (17, 20) aus Metall, insbesondere aus Al besteht.