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Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für ein Downlight, der – von einer Seite betrachtet – eine gebogene und/oder abgekantete Form aufweist, sowie ein Downlight mit einem solchen Kühlkörper.
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Bei einem Downlight auf LED-Basis (LED: lichtemittierende Diode), das für einen Einbau in eine Einbauöffnung einer abgehängten Decke vorgesehen ist, ist für einen effizienten Betrieb eine besonders wirksame Wärmeabfuhr erforderlich. Eine Problematik hierbei besteht darin, dass ein Kühlkörper des Downlights zum Abführen der Wärme verhältnismäßig groß dimensioniert sein sollte, andererseits jedoch nur ein begrenzter Raum bzw. eine begrenzte Öffnung zur Verfügung steht, um den Kühlkörper in den Zwischenraum zwischen abgehängter Decke und darüber befindlicher Rohdecke einzubringen.
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Aus der
EP 1 906 083 A1 ist ein Kühlkörper für ein LED-Downlight bekannt, der von einer Seite betrachtet etwa C-förmig gebogen ist, so dass er in eine Zwischendecken-Einbauöffnung für das LED-Downlight von unten eingeschoben werden kann. Durch die gebogene Formgebung lässt sich der Kühlkörper mit einer vergleichsweise großen Oberfläche gestalten, wodurch eine besonders gute Kühlwirkung ermöglicht ist. Nach Einschieben des Kühlkörpers in die Einbauöffnung befindet sich ein Endbereich des Kühlkörpers innerhalb dieser Einbauöffnung auf Höhe der Zwischendecke. An diesem Endbereich ist eine LED angeordnet.
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Bei diesem Downlight befindet sich der Schwerpunkt des Kühlkörpers außerhalb der vertikalen Projektion der Einbauöffnung, so dass ein kippendes Moment wirkt. Daher ist gemäß der
EP 1 906 083 A1 an demjenigen Endbereich des Kühlkörpers, der dem Endbereich mit der LED gegenüberliegt, ein spezielles Abstützelement vorgesehen, wodurch der Herstellungs-Aufwand des Downlights erhöht ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kühlkörper für ein Downlight anzugeben; insbesondere soll der Kühlkörper in der Herstellung einfach sein und gute Wärmeabgabeeigenschaften aufweisen. Außerdem soll ein Downlight mit einem solchen Kühlkörper angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Gegenständen gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist ein Kühlkörper für ein Downlight, insbesondere ein LED-Downlight, vorgesehen, der derart geformt ist, dass er – von einer Seite betrachtet – eine gebogene und/oder abgekantete Form aufweist. Außerdem weist er, von der Seite betrachtet, in einem mittleren Bereich einen planen Oberflächenbereich für eine wärmeleitende Verbindung mit wenigstens einem Leuchtelement des Downlights auf. Bei dem Leuchtelement kann es sich insbesondere um wenigstens eine LED handeln.
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Auf diese Weise lässt sich mit dem Kühlkörper grundsätzlich eine von dem Leuchtelement bzw. der LED bei Betrieb erzeugte Wärme von dem mittleren Bereich aus nach zwei gegenüberliegenden Seiten abführen. Hierdurch ist ein prinzipiell effektiverer Wärmeabtransport ermöglicht.
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Vorzugsweise weist der Kühlkörper, von der Seite betrachtet, in einer für einen Betrieb des Downlights vorgesehenen Ausrichtung eine horizontale Ausdehnung und eine vertikale Ausdehnung auf, derart, dass die horizontale Ausdehnung größer ist als die vertikale Ausdehnung. Besonders bevorzugt ist dabei das Verhältnis von der horizontalen Ausdehnung zu der vertikalen Ausdehnung größer als 2, noch bevorzugter größer als 2,5.
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Durch diese Ausgestaltung ist der Kühlkörper in seiner horizontalen Erstreckung verhältnismäßig groß, so dass er, im Vergleich zu dem, aus der eingangs erwähnten Schrift
EP 1 906 083 A1 bekannten Kühlkörper bei gegebener Bauhöhe eine größere horizontale Erstreckung aufweist, wodurch eine grundsätzlich größere Wärmeabgabefläche erzielbar ist. Außerdem eignet sich der Kühlkörper durch seine vergleichsweise große horizontale Erstreckung besonders dazu, vollständig in die Einbauöffnung eingeschoben zu werden und anschließend – mit Bezug auf die horizontale Erstreckung – mit seinen zwei seitlichen Endbereichen auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Einbauöffnung auf der nach oben weisenden Oberfläche der Zwischendecke aufgelegt zu werden. Auf diese Weise lässt sich eine stabile Lage des Kühlkörpers erzielen, ohne dass ein kippendes Moment auftritt und so ein spezielles Abstützelement erforderlich wäre.
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Vorteilhaft weist in der für einen Betrieb des Downlights vorgesehenen Ausrichtung des Kühlkörpers eine Flächennormale des planen Oberflächenbereichs zumindest im Wesentlichen vertikal nach unten. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Richtung der Flächennormalen nicht mehr als 10° oder nicht mehr als 5° von der Vertikalen abweicht.
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Vorteilhaft ist die Form des Kühlkörpers weiterhin derart, dass er bei der für einen Betrieb des Downlights vorgesehenen Ausrichtung eine vertikale Mittelachse aufweist, wobei der plane Oberflächenbereich mit Bezug auf die vertikale Mittelachse zumindest im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet ist. Hierdurch ist eine besonders effektive, gleichmäßige Wärmeabfuhr ermöglicht.
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Dabei sind weiterhin vorteilhaft, von der besagten Seite aus betrachtet, ein nach rechts weisender Endbereich des Kühlkörpers und ein nach links weisender Endbereich des Kühlkörpers zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch geformt, insbesondere spiegelsymmetrisch mit Bezug auf eine durch die vertikale Mittelachse des Kühlkörpers verlaufende Mittelebene. Insbesondere kann auch der gesamte Kühlkörper zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch um diese Mittelebene geformt sein. Im Fall einer kreisförmigen Einbauöffnung lässt sich der so ausgebildete Kühlkörper entweder mit dem nach links weisenden Endbereich oder mit dem nach rechts weisenden Endbereich zuerst in die Einbauöffnung einschieben, wobei es keine Rolle spielt, welcher der beiden Endbereiche zuerst eingeschoben wird.
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Vorzugsweise weist, von der Seite betrachtet, der plane Oberflächenbereich eine Längserstreckung auf, die wenigstens 20% der maximalen Ausdehnung des Kühlkörpers parallel zu dieser Längserstreckung einnimmt.
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Vorteilhaft besteht der Kühlkörper aus einem Stück. Hierdurch sind besonders gute Wärmeleiteigenschaften erzielbar. Besonders gute Wärmeabgabeeigenschaften lassen sich erzielen, wenn der Kühlkörper mehrere, parallel zueinander ausgebildete Kühlrippen aufweist, wobei die Kühlrippen vorzugsweise derart gestaltet sind, dass sie, von der Seite aus betrachtet, ihre maximale Projektionsfläche einnehmen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Kühlkörper-Baueinheit für ein Downlight, insbesondere ein LED-Downlight, vorgesehen, die einen erfindungsgemäßen Kühlkörper mit einem nach rechts weisenden Endbereich und einem nach links weisenden Endbereich aufweist, sowie wenigstens ein, vorzugsweise federelastisch wirkendes, Abstützelement, das an dem nach rechts weisenden Endbereich oder an dem nach links weisenden Endbereich angeordnet ist. Besonders vorteilhaft weist die Kühlkörper-Baueinheit zwei entsprechende Abstützelemente auf, wobei an jedem der beiden Endbereiche jeweils eines der Abstützelemente angeordnet ist. Hierdurch lässt sich die Kühlkörper-Baueinheit besonders gut auf der Zwischendecke, rechts und links der Einbauöffnung auflegen. Wenn das wenigstens eine Abstützelement federnd gestaltet ist, lässt sich ein mit dem Kühlkörper verbundener Einbauring des Downlights bei Einbau hierdurch federnd von unten gegen die Einbaudecke drücken.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Downlight mit einem erfindungsgemäßen Kühlkörper oder einer erfindungsgemäßen Kühlkörper-Baueinheit vorgesehen. Vorteilhaft ist dabei ein Leuchtelement des Downlights, vorzugsweise in Form wenigstens einer LED, wärmeleitend mit dem planen Oberflächenbereich verbunden, insbesondere unmittelbar verbunden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Skizze eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers,
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2 eine Ansicht von einer Seite, bei der der Kühlkörper eine gebogene und/oder abgekantete Form aufweist,
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3 eine Ansicht von unten,
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4 eine Ansicht längs der in 2 skizzierten Richtung P,
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5 eine perspektivische Skizze des Kühlkörpers, verbunden mit einem Verbindungselement für eine LED-Baueinheit,
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6 eine entsprechende Ansicht von unten,
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7 eine entsprechende Ansicht von der Seite,
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8 eine entsprechende Ansicht längs der Richtung P,
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9 eine schematische Darstellung eines Einschiebe-Vorgangs des Kühlkörpers in eine Einbauöffnung in einer Zwischendecke,
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10 eine perspektivische Skizze eines Downlights mit dem Kühlkörper von schräg oben und
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11 eine entsprechende Skizze von schräg unten.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers 2 für ein Downlight ist schematisch in perspektivischer Form in 1 skizziert. Der Kühlkörper 2 kann mehrere Kühlrippen 7 aufweisen, beispielsweise mehr als drei, die insbesondere parallel zueinander ausgebildet sein können. 2 zeigt den Kühlkörper 2 von einer Seite betrachtet, insbesondere normal, also rechtwinklig, mit Bezug auf eine Ebene, in der sich eine der Kühlrippen 7 erstreckt. So betrachtet nehmen die Kühlrippen 7 ihre maximale Projektionsfläche ein.
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Von der besagten Seite aus betrachtet weist der Kühlkörper 2 eine abgekantete Form auf. Er könnte alternativ auch eine gebogene Form aufweisen oder eine Form, die eine Biegung und wenigstens eine Abkantung aufweist. Beispielsweise kann der Kühlkörper 2 insgesamt C-förmig sein bzw. eine Bügelform aufweisen. Die Form kann im Wesentlichen durch die Form der Kühlrippen 7 gebildet sein. Im gezeigten Beispiel weist der Kühlkörper 2 zwei entsprechende Abkantungen 3 und 5 auf.
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Diese Form ist derart gewählt, dass der Kühlkörper 2 von unten in eine, beispielhaft und schematisch in 9 skizzierte, Einbauöffnung 20 eingebracht werden kann, die insbesondere in einer Zwischendecke bzw. von einer Rohdecke oder oberen Decke 24 abgehängten Decke 22 für einen Einbau des Downlights eingebracht sein kann. Im gezeigten Beispiel ist zwischen der abgehängten Decke 22 und der oberen Decke 24 ein Zwischenraum oder Freiraum 26 gebildet, wobei die Abmessungen derart sind, dass der Kühlkörper 2 vollständig in den Zwischenraum 26 eingebracht werden kann. Durch die gebogene bzw. abgekantete Form lässt sich der Kühlkörper 2 in eine vergleichsweise kleine Einbauöffnung 20 einbringen. Anders formuliert lässt sich der Kühlkörper 2 bei gegebener Größe und Form der Einbauöffnung 20 vergleichsweise groß gestalten, so dass er eine besonders große Oberfläche hat und damit eine besonders gute Wärmeabgabeeigenschaft.
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In 9 ist der Kühlkörper 2 schematisch in vier unterschiedlichen Positionen A, B, C und D skizziert, die nacheinander folgende Positionen eines möglichen Einbringens des Kühlkörpers 2 in die Einbauöffnung 20 und den Zwischenraum 26 zeigen.
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Von der genannten Seite betrachtet, also entsprechend der Darstellung in
2, weist der Kühlkörper
2 in einem mittleren Bereich
6 einen planen Oberflächenbereich
10 für eine wärmeleitende Verbindung mit wenigstens einem Leuchtelement des Downlights, also beispielsweise mit wenigstens einer LED auf. Dadurch, dass die Verbindung mit dem Leuchtelement in dem mittleren Bereich
6 vorgesehen ist, lässt sich erzielen, dass eine, in einem Betrieb des Downlights von dem Leuchtmittel abgegebene Wärme über den Kühlkörper
2 in zwei entgegengesetzte Richtungen abgeleitet werden kann, mit Bezug auf
2 nach rechts und nach links. Im Vergleich zu dem aus der eingangs erwähnten Schrift
EP 1 906 083 A1 bekannten Kühlkörper, bei dem eine Wärmeweiterleitung im Wesentlichen lediglich in eine Richtung erfolgt, ist durch die beidseitige Wärmeableitung eine Effizienzsteigerung ermöglicht.
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Vorteilhaft kann eine unmittelbare Verbindung des Leuchtelements auf der planen Oberfläche 10 vorgesehen sein.
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In 2 ist der Kühlkörper 2 in einer, für einen Betrieb des Downlights vorgesehenen Ausrichtung mit Bezug auf die Vertikale dargestellt. So ausgerichtet ist der Kühlkörper 2 aufgrund seiner gebogenen und/oder abgekanteten Form nach unten im Wesentlichen insgesamt konkav bzw. nach innen gezogen und nach oben im Wesentlichen insgesamt konvex bzw. nach außen vortretend.
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3 zeigt den Kühlkörper 2 von unten, 4 aus einer, in 2 mit einem Pfeil P angedeuteten Blickrichtung. In 3 erkennt man die plane Oberfläche 10 von unten und in 4 ist die plane Oberfläche 10 durch Zwischenräume 9 hindurch, die zwischen den Kühlrippen 7 gebildet sind, zu erkennen.
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Entsprechend für einen Betrieb ausgerichtet weist der Kühlkörper 2 – von der genannten Seite aus betrachtet – eine horizontale Ausdehnung L und eine vertikale Ausdehnung H auf, wobei die horizontale Ausdehnung L größer als die vertikale Ausdehnung H ist. Hierdurch lässt sich bei gegebener Bauhöhe – die hierbei der vertikalen Ausdehnung H entspricht – eine vergleichsweise große horizontale Ausdehnung L und damit eine vergleichsweise große Oberfläche des Kühlkörpers 2 erzielen. Besonders bevorzugt ist die Form dabei so gestaltet, dass die Beziehung L/H > 2 oder L/H > 2,5 gilt.
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Die beispielhaft in 4 bezeichnete weitere horizontale Ausdehnung B quer zu der zuerst genannten horizontalen Ausdehnung L ist vorteilhaft etwa so groß wie die vertikale Ausdehnung H. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass gilt: H/2 < B < 2H oder H/3 < B < 3H. Hierdurch lässt sich der Kühlkörper 2 beispielsweise besonders gut in eine kreisförmige Einbauöffnung einbringen.
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Vorzugsweise weist die plane Oberfläche 10 eine Flächennormale N auf, die in der für einen Betrieb des Downlights vorgesehenen Ausrichtung des Kühlkörpers 2 zumindest im Wesentlichen vertikal nach unten weist.
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Für eine vorteilhafte Form des Kühlkörpers 2 mit Bezug auf ein Einbringen in die Einbauöffnung einerseits und gute Wärmeabgabeeigenschaften andererseits kann vorgesehen sein, dass die plane Oberfläche 10 bei der genannten Ausrichtung auf einem Niveau oberhalb H/2, gemessen von der Unterkante des Kühlkörpers 2, ausgebildet ist. Im gezeigten Beispiel befindet sich die plane Oberfläche 10 höher als 0,6 H über dieser Unterkante.
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Eine gleichmäßige Wärmeabfuhr in die beiden entgegengesetzten Richtungen lässt sich besonders gut erzielen, wenn der Kühlkörper 2 so geformt ist, dass er bei der für einen Betrieb des Downlights vorgesehenen Ausrichtung eine vertikale Mittelachse S aufweist und dabei der plane Oberflächenbereich 10 mit Bezug auf diese vertikale Mittelachse S zumindest im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet ist.
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Dabei sind weiterhin vorteilhaft, von der besagten Seite aus betrachtet, ein nach rechts weisender Endbereich 8 des Kühlkörpers 2 und ein nach links weisender Endbereich 4 des Kühlkörpers 2 zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch geformt, insbesondere spiegelsymmetrisch mit Bezug auf eine durch die vertikale Mittelachse S des Kühlkörpers 2 verlaufende Mittelebene; diese Mittelebene kann insbesondere parallel zu der genannten Betrachtungsrichtung verlaufend bzw. mit Bezug auf 2 senkrecht zur Zeichenebene verlaufend orientiert sein.
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Im gezeigten Beispiel ist der gesamte Kühlkörper 2 zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch um diese Mittelebene geformt. Durch die beiden Abkantungen 3 und 5 sind insgesamt drei Abschnitte gebildet, wobei durch den nach links weisenden Endbereich 4 ein linker Abschnitt in Form eines linken Schenkels gebildet ist und durch den nach rechts weisenden Endbereich 8 ein rechter Abschnitt in Form eines rechten Schenkels und dazwischen ein mittlerer Abschnitt, beispielsweise in Form des mittleren Bereichs 6, wobei der mittlere Abschnitt eine nach unten weisenden Oberfläche aufweist, die den planen Oberflächenbereich 10 bildet. Der rechte und der linke Schenkel sind dabei – in der genannten Ausrichtung des Kühlkörpers 2 – jeweils zum mittleren Bereich 6 hin ansteigend ausgebildet, wobei ein Steigungswinkel zur Horizontalen beispielsweise zwischen 10° und 60°, vorzugsweise zwischen 20° und 45° betragen kann.
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Vorzugsweise weist, von der Seite betrachtet, der plane Oberflächenbereich 10 eine Längserstreckung m auf, die wenigstens 20% der maximalen Ausdehnung des Kühlkörpers 2 parallel zu dieser Längserstreckung m, hier also wenigstens 20% der horizontalen Ausdehnung L einnimmt. Vorzugsweise gilt 1/5 < m/L < 1/2.
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Vorteilhaft besteht der Kühlkörper 2 aus einem Stück. Hierdurch sind besonders gute Wärmeleiteigenschaften erzielbar.
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In den 5 bis 8 ist der Kühlkörper 2 mit einem Verbindungselement 30 versehen gezeigt, das zur Verbindung mit einem Leuchtmittel des Downlights dient. 5 zeigt eine Ansicht von schräg unten, 6 eine Ansicht von unten, 7 eine der 2 entsprechende Ansicht und 8 eine der 4 entsprechende Ansicht.
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Das Verbindungselement 30 ist vorzugsweise auf dem planen Oberflächenbereich 10 angeordnet, vorzugsweise unmittelbar. Beispielsweise kann hierzu eine Schraubverbindung 32 dienen. Wie in den 3 und 4 beispielhaft gezeigt, kann in dem planen Oberflächenbereich 10 hierzu wenigstens ein Loch, insbesondere eine Gewindebohrung 34 ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft sind zwei Gewindebohrungen 34. Wie aus 6 ersichtlich, ist das Verbindungselement 30 vorzugsweise vollständig innerhalb einer normalen Projektion des planen Oberflächenbereichs 10 angeordnet.
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Bei dem Verbindungselement 30 kann es sich um ein Verbindungselement für wenigstens eine LED handeln, beispielsweise um ein Verbindungselement, das gemäß dem so genannten Zhaga-Standard ausgebildet ist. Hierdurch ist das Ansetzen einer LED-Platine ermöglicht, wobei sowohl eine elektrische Verbindung, als auch eine mechanische Halterung und thermische Kopplung hergestellt werden kann.
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In 10 ist ein Downlight mit einem erfindungsgemäßen Kühlkörper 2 perspektivisch gezeigt, wobei ein Teil der Zwischendecke 22 ausgeschnitten ist. 11 zeigt eine entsprechende Ansicht von schräg unten. Der Kühlkörper 2 weist an seinem nach links weisenden Endbereich 4 ein Abstützelement 40 auf, das vorzugsweise federelastisch wirkend gestaltet ist. An dem nach rechts weisenden Endbereich 8 ist vorzugsweise ein weiteres, analog hierzu ausgebildetes Abstützelement 40' angeordnet. Die beiden Abstützelemente 40, 40' dienen dazu, den Kühlkörper 2 besonders geeignet von oben auf die Zwischendecke 22 stellen zu können, und zwar mit Bezug auf die Einbauöffnung mit den beiden Abstützelementen 40, 40' auf zwei gegenüberliegenden Stellen der Zwischendecke 22.
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Das Downlight kann weiterhin einen insbesondere topfförmigen Reflektor 50 aufweisen sowie einen Einbauring 60.
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Zur Verbindung können an dem Kühlkörper 2 zwei Bügel bzw. Arme 35 vorgesehen sein, in die der Einbauring 60 bzw. der Reflektor 50 eingehängt werden kann. Diese Verbindung kann als Rastverbindung ausgebildet sein. Es sind hierbei jedoch auch andersartige Verbindungen möglich.
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Der Einbauring weist einen seitlich umlaufenden Flansch 62 auf, der zur Anlage von unten an die Zwischendecke 22 vorgesehen ist. In Verbindung mit den beiden federnd wirkenden Abstützelementen 40, 40' lässt sich hierdurch eine zuverlässige Arretierung des Downlights in der Einbauöffnung erzielen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1906083 A1 [0003, 0004, 0010, 0034]
