-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1.
-
Moderne Beleuchtungsvorrichtungen und Lampen nutzen zunehmend die günstigen Abstrahleigenschaften und den relativ geringen elektrischen Energieverbrauch von Leuchtdioden. Um die bestehenden Anforderungen hinsichtlich des Leuchtendesigns und der erreichbaren Lichtstärke zu erfüllen, genügen jedoch in aller Regel keine einzelnen Leuchtdioden, da diese normalerweise erst in gruppierter Form die gewünschte Beleuchtungsintensität liefern können. So können bspw. zwei, drei, vier oder mehr Leuchtdioden auf einer gemeinsamen Trägerplatte oder Platine zusammengefasst und in ein Leuchtengehäuse eingebaut sein, so dass die Licht emittierenden Frontflächen der Leuchtdioden parallel zueinander angeordnet sind und gleichzeitig eine gemeinsame Abstrahlfläche des Strahlers bilden.
-
Da moderne und lichtstarke Leuchtdioden zudem nicht mehr als Kaltlichtquellen anzusehen sind, sondern eine erhebliche Verlustleistung in Form von abgestrahlter Verlustwärme produzieren, muss für eine ausreichende Wärmeabfuhr gesorgt werden, da andernfalls die Lebensdauer der Leuchtdioden leidet. Um diese Verlustwärme effektiv abzuführen, eignen sich die Trägerplatten oder -platinen, die wahlweise als Kühlkörper ausgestaltet oder mit einem solchen Kühlkörper in leitende Verbindung gebracht werden können. Allerdings muss für eine Zugänglichkeit und Auswechselbarkeit der Leuchtelemente gesorgt werden, was in der Regel einen separaten Aufbau der Platine und des Kühlkörpers bedingt. Als Kühlkörper kann bspw. das Leuchtengehäuse dienen, wahlweise auch ein darin eingebautes separates Bauteil.
-
Aus der
DE 10 2008 055 864 A1 ist eine LED-Leuchte mit einem LED-Modul bekannt, die eine oder mehrere LED als Leuchtmittel und einen damit verbundenen Kühlkörper umfasst, die werkzeuglos voneinander getrennt und wieder verbunden werden können. Die Verbindung kann bspw. durch einen Bajonettverschluss mit zwei Stiften gebildet sein, so dass das LED-Modul durch kombinierte Dreh- und Translationsbewegungen mit dem Kühlkörper verbunden bzw. von diesem getrennt werden kann.
-
In der
US 2009/02 13 595 A1 ist weiterhin eine einzelne LED als Leuchtkörper offenbart, die über ein Gewinde, das an einem Kühlkörper angeordnet ist, mit einer Fassung verbunden ist. Durch eine Verbindung der LED mit dem Kühlkörper wird gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt.
-
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine LED-Leuchte zur Verfügung zu stellen, die lichtstark ist und durch effektive Wärmeableitung eine lange Lebensdauer aufweisen kann. Die mechanische Verbindung zwischen den LED-Leuchtmitteln und einem die Verlustwärme der Leuchtmittel nach außen abführenden Kühlkörper soll möglichst kostengünstig herstellbar und leicht handhabbar sein, um die Leuchtmittel bei Bedarf schnell und einfach auswechseln zu können.
-
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. So schlägt die Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Außenbereich oder Innenbereich von Gebäuden, zum Anstrahlen von Objekten etc. vor, die ein zumindest abschnittsweise hohlzylindrisches Leuchtengehäuse mit einer mehreckigen, ovalen oder kreisrunden Lichtaustrittsfläche aufweist. In der Lichtaustrittsfläche ist wenigstens eine Leuchtdiode angeordnet, deren Rückseite mit einer wärmeableitenden Platine oder Trägerplatte verbunden bzw. dort montiert ist, die innerhalb des Leuchtengehäuses aufgenommen und/oder fixiert ist. Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung ein lösbar am Leuchtengehäuse fixiertes Kühlkörperelement, das zumindest eine mit der Platine oder Trägerplatte in flächigem Kontakt bringbare, vorzugsweise kreisrunde Basisplatte mit einem außenseitigen Schraubgewindeabschnitt aufweist, dessen Kontur mit einer rückseitigen Aufnahme des Leuchtengehäuses korrespondiert, die einen Innengewindeabschnitt aufweist. Mittels der korrespondierenden Gewindeabschnitte kann der Kühlkörper rückseitig mit dem Leuchtengehäuse verschraubt oder von diesem gelöst werden, wobei gleichzeitig ein wärmeleitender und vorzugsweise vollflächiger Kontakt zwischen Kühlkörpergrundplatte und der Rückseite der Trägerplatte oder Trägerplatine hergestellt bzw. getrennt wird. Da die als Leuchtmittel dienenden Leuchtdioden fest auf ihrer Trägerplatte oder -platine montiert sind, übertragen sie auch weitgehend ihre gesamte Verlustwärme auf diese Trägerplatte. Der vollflächige Kontakt zur Basisplatte des Kühlkörpers sorgt für eine effektive Wärmeabfuhr nach außen.
-
Um die Wärmeabfuhr möglichst effektiv zu gestalten, besteht das Kühlkörperelement vorzugsweise aus Wärme leitendem Metall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung. Die Trägerplatte oder Platine, auf der die Leuchtdioden montiert sind, kann ebenfalls aus Metall wie Aluminium o. dgl. bestehen. Die Platine ist vorzugsweise so groß, dass sie das Leuchtengehäuse im Querschnitt weitgehend ausfüllt, da auf diese Weise eine günstige Wärmeübertragung auf die Platine und von dieser auf den Kühlkörper zu gewährleisten ist.
-
Das Kühlkörperelement kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine scheibenförmige Basisplatte mit außenseitigem Schraubgewinde und daran rückseitig angeordnete, die wirksame Oberfläche vergrößernden Wärmeleitelementen wie Stäben, Stacheln etc. aufweisen. Die Anzahl, die Länge, die Stärke, die wirksame Oberfläche und der Abstand der einzelnen Stäbe, Stege o. dgl. des Kühlkörpers richtet sich nach den Erfordernissen des jeweiligen Leuchtenmoduls und nach dessen produzierter Verlustwärme.
-
Das Kühlkörperelement kann wahlweise mit einem rechts- oder linksdrehenden Außengewinde an der Basisplatte versehen sein. Das Gewinde kann ggf. als sog. Feingewinde ausgestaltet sein. Das Innengewinde des Leuchtengehäuses korrespondiert mit dem Außengewinde des Kühlkörpers und ist vorzugsweise so positioniert, dass der Kühlkörper unter allen Umständen zumindest soweit eingeschraubt werden kann, dass die Basisplatte voll auf der Rückseite der Platine aufliegen kann, um seiner Wärme ableitenden Aufgabe gerecht werden zu können.
-
Auch das Leuchtengehäuse kann aus wärmeleitendem Metall, insbesondere aus Aluminium, wahlweise jedoch auch aus Kunststoff bestehen. Weiterhin kann das Leuchtengehäuse zum versenkten Wandeinbau oder auch als Aufbaugehäuse mit einem Sockel o. dgl. vorgesehen sein. Auf der gemeinsamen Platine ist mindestens eine Leuchtdiode montiert. Wahlweise können jedoch auch zwei, drei, vier oder mehr Leuchtdioden in regelmäßiger Anordnung auf der gemeinsamen Platine montiert sein.
-
Zwischen deren Rückseite und der Basisplatte des Kühlkörpers kann vorzugsweise eine Zwischenschicht aus Wärmeleitpaste eingebracht werden, um den Wärmeübergang zwischen den angrenzenden Flächen zu verbessern.
-
Eine Kabeldurchführung zur elektrischen Energieversorgung der Leuchtdioden kann wahlweise mittig oder außermittig aus der Trägerplatine herausgeführt sein, so dass sie in entsprechender Position mittig oder außermittig durch die scheibenförmige Basisplatte des Kühlkörpers nach außen geführt sein kann.
-
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
-
1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
-
2 zeigt eine Frontansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1.
-
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den 1 und 2 jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
-
Die schematische Perspektivdarstellung der 1 und die schematische Frontansicht der 2 verdeutlichen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 10, die für einen Außenbereich oder Innenbereich von Gebäuden, zum Anstrahlen von Objekten etc. vorgesehen sein kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Beleuchtungsvorrichtung 10 für einen versenkten Wand- oder Deckeneinbau vorbereitet, da am Leuchtengehäuse 12 ein frontseitiger Kragen 14 angeordnet ist, bis zu dem das Leuchtengehäuse 12 beim versenkten Einbau in die entsprechend vorbereitete Öffnung in der Wand oder Decke eingeschoben werden kann. Der Kragen 14 liegt dann bündig und flächig auf der Einbaufläche auf und verdeckt gleichzeitig die Öffnung.
-
Wie die 2 erkennen lässt, weist das abschnittsweise hohlzylindrische Leuchtengehäuse 12 eine kreisrunde Lichtaustrittsfläche 16 auf. Diese Lichtaustrittsfläche 16 kann jedoch ggf. auch eine mehreckige, ovale, trochoidenförmige oder kreisrunde Kontur aufweisen, was in erster Linie vom Gestaltungswillen des Leuchtendesigners abhängt. Innerhalb der Lichtaustrittsfläche 16 befindet sich wenigstens eine Leuchtdiode 18, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Leuchtdioden 18 in einer Viereckanordnung 20 gruppiert sind. Die Rückseiten der Leuchtdioden 18 sind jeweils mechanisch und ggf. elektrisch leitend mit einer wärmeableitenden Platine 22 oder Trägerplatte verbunden bzw. dort montiert, die innerhalb des Leuchtengehäuses 12 aufgenommen und/oder fixiert ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Platine 22 eine achteckige Außenkontur auf.
-
Weiterhin umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 10 einen lösbar am Leuchtengehäuse 12 fixierbaren Kühlkörper 24, der eine mit der Platine 22 oder Trägerplatte in flächigem Kontakt bringbare, kreisrunde Basisplatte 26 mit einem außenseitigen Schraubgewinde 28 aufweist. Die Kontur und das Gewindemaß des Außengewindes 28 des Kühlkörpers 24 korrespondiert mit einer rückseitigen Aufnahme 30 des Leuchtengehäuses 12, die ein Innengewinde 32 aufweist. Mittels der korrespondierenden Gewindeabschnitte 28 und 32 kann der Kühlkörper 24 rückseitig in Pfeilrichtung 34 auf die Aufnahme 30 des Leuchtengehäuses 12 aufgesetzt und mit dem Leuchtengehäuse 12 verschraubt (siehe Einschraubrichtung 36) oder von diesem gelöst werden, wobei mit der Montage ein wärmeleitender und vorzugsweise vollflächiger Kontakt zwischen der Kühlkörpergrundplatte 26 und der Rückseite der Trägerplatte 22 oder Trägerplatine hergestellt wird. Da die als Leuchtmittel dienenden Leuchtdioden 18 fest auf ihrer Trägerplatte oder -platine 22 montiert sind, übertragen sie auch weitgehend ihre gesamte Verlustwärme auf diese Trägerplatte 22. Der vollflächige Kontakt zur Basisplatte 26 des Kühlkörpers 24 sorgt für eine effektive Wärmeabfuhr nach außen.
-
Um die Wärmeabfuhr möglichst effektiv zu gestalten, besteht der Kühlkörper 24 zweckmäßigerweise aus Wärme leitendem Metall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung. Die Trägerplatte oder Platine 22, auf der die Leuchtdioden 18 montiert sind, kann ebenfalls aus Metall wie Aluminium o. dgl. bestehen. Die Platine 22 ist vorzugsweise so groß, dass sie die innere Aufnahme 30 im Leuchtengehäuse 12 im Querschnitt weitgehend ausfüllt, da auf diese Weise eine günstige Wärmeübertragung auf die Platine 22 und von dieser auf den Kühlkörper 24 gewährleistet werden kann.
-
Wie die 1 erkennen lässt, weist der Kühlkörper 24 eine scheibenförmige Basisplatte 26 mit außenseitigem Schraubgewinde 28 und daran rückseitig angeordnete, die wirksame Oberfläche vergrößernde Wärmeleitelemente 38 wie Stäbe, Stacheln etc. auf. Die Anzahl, die Länge, die Stärke, die wirksame Oberfläche und der Abstand der einzelnen Wärmeleitelemente 38, Stäbe, Stege o. dgl. des Kühlkörpers 24 richtet sich nach den Erfordernissen des jeweiligen Leuchtenmoduls und nach dessen produzierter Verlustwärme. Der Kühlkörper 24 kann wahlweise mit einem rechts- oder linksdrehenden Außengewinde 28 an der Basisplatte 26 versehen sein. Die Gewinde können ggf. als sog. Feingewinde ausgestaltet sein. Das Innengewinde 32 des Leuchtengehäuses 12 korrespondiert mit dem Außengewinde 28 des Kühlkörpers 24 und ist vorzugsweise so positioniert, dass der Kühlkörper 24 unter allen Umständen zumindest soweit in die Aufnahme 30 eingeschraubt werden kann, dass die Basisplatte 26 voll auf der Rückseite der Platine 22 aufliegen kann, um seiner Wärme ableitenden Aufgabe gerecht werden zu können. Zwischen der Rückseite der Platine 22 und der Basisplatte 26 des Kühlkörpers 24 kann vorzugsweise eine Zwischenschicht aus Wärmeleitpaste eingebracht werden, um den Wärmeübergang zwischen den angrenzenden Flächen zu verbessern.
-
Eine Kabeldurchführung 40 zur elektrischen Energieversorgung der Leuchtdioden 18 ist mittig aus der Trägerplatine 22 herausgeführt, so dass das Anschlusskabel 42 in entsprechender Position mittig durch die scheibenförmige Basisplatte 26 des Kühlkörpers 24 nach außen geführt werden kann.
-
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Beleuchtungsvorrichtung
- 12
- Leuchtengehäuse
- 14
- Kragen
- 16
- Lichtaustrittsfläche
- 18
- Leuchtdiode, Leuchtdioden
- 20
- Viereckanordnung
- 22
- Platine
- 24
- Kühlkörper
- 26
- Basisplatte
- 28
- Schraubgewinde, Außengewinde
- 30
- Aufnahme
- 32
- Innengewinde
- 34
- Montagerichtung
- 36
- Einschraubrichtung
- 38
- Wärmeleitelemente
- 40
- Kabeldurchführung
- 42
- Anschlusskabel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008055864 A1 [0004]
- US 2009/0213595 A1 [0005]
