DE202012003725U1

DE202012003725U1 - Lampe

Info

Publication number: DE202012003725U1
Application number: DE202012003725U
Authority: DE
Original assignee: IVENTUM GmbH
Current assignee: IVENTUM GmbH
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2012-06-05
Anticipated expiration: 2022-04-13
Also published as: WO2013143514A1; CN104321585A; CN104321585B

Abstract

Lampe mit einer Lichtquelle, die vorzugsweise eine Leuchtdiode 14 ist, die von einem Reflektor (11) umgeben ist, der die Form eines Kegels oder eines Rotationsellipsoiden besitzt und einer Vorsatzlinse (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzlinse (12) als Fresnel-Linse ausgebildet ist, die innerhalb der Hüllfläche des Reflektors (11) angeordnet ist und gegenüber der Lichtquelle (14) verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lampe mit einer Lichtquelle, die vorzugsweise eine Leuchtdiode ist, die von einem Reflektor umgeben ist, der die Form eines Kegelstumpfes oder eines Rotationsellipsoids besitzt, und einer Vorsatzlinse.
Um eine als angenehm empfundene Raumbeleuchtung zu schaffen, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Neben der gegebenenfalls einstellbaren Helligkeit einer Nichtquelle und der sogenannten Farbtemperatur, mit der die Lichtquelle strahlt, ist insbesondere eine weitgehend homogene Ausleuchtung, d. h. eine im wesentlichen gleiche Lichtstärke in einem vorgegebenen Raum- oder Flächensegment gewünscht.
Passive optische Bauelemente sind Linsen, bei denen grundlegend zwischen sogenannten Sammellinsen und Zerstreuungslinsen unterschieden wird. Theoretisch kann eine Sammellinse, in deren Brennpunkt die Lichtquelle angeordnet wird, paralleles Licht erzeugen. Abgesehen davon, dass es in der Praxis weder punktförmige Lichtquellen noch ideale Sammellinsen gibt, würde zu einer großflächigen Ausleuchtung eine entsprechend grolle und schwere Sammellinse benötigt. In der Praxis ist man daher dazu übergegangen, Linsensysteme zu verwenden, die aus mehreren Sammel- und Zerstreuungslinsen bestehen. Der Nachteil solcher Linsensysteme liegt in einer relativ großen Bauhöhe.
Eine Fresnel-Linse oder exakter gesagt eine Fresnelsche Stufenlinse besitzt mindestens eine, zumeist mehrere ringförmig angeordnete Stufen mit gewölbten Oberflächen. Die optisch wirksamen Oberflächen der ringförmigen Abschnitte entsprechen ringförmigen Teilen einer Sammellinse. Um durch die Stufen keine störenden Brechungen und Reflexionen zu erzeugen, werden die Stufen zumeist parallel zur Hauptausbreitungsrichtung des Lichtes angeordnet. Der Vorteil der Fresnelschen Stufenlinse besteht insbesondere in ihrer geringeren Bauhöhe sowie dem wesentlich geringeren Gewicht. Vielfach werden solche Stufenlinsen mit sogenannten Streuscheiben kombiniert, mit denen ein gezielter Diffusionseffekt erzeugt wird. Insbesondere wird mit Streuscheiben vermieden, dass die Lichtquelle über die Linse als Bild in einer bestimmten Raumentfernung abgebildet wird.
Es ist auch bekannt, durch Abstandsveränderung der Lichtquelle von der Linse den Kegelwinkel des abgestrahlten Lichtes zu verändern.
Eine weitere Maßnahme zur Vermeidung von Lichtverlusten besteht darin, seitlich oder rückwärts abgestrahltes Licht durch einen Reflektor aufzufangen und auf eine Linse oder ein Linsensystem bzw. eine Fresnel-Linse zu leiten. Die einfachste Form der Kombination eines Reflektors mit einer Lichtquelle und einer Linse ist in nach dem Stand der Technik bekannten Taschenlampen zu finden. Dort wird ein gegenüber der Lichtquelle verschiebbarer Reflektorkörper an der Lichtaustrittsseite mit einer Sammellinse fest verbunden, die gleichzeitig den Reflektor nach außen vor Verschmutzung und gegen Feuchtigkeit abschirmt. Das Maß, in dem der Kegelwinkel verstellbar ist, ist durch den Verschubweg beschränkt. Soweit hier ein großer Verschubweg des Reflektors gegenüber der Lichtquelle gewählt wird, geht dies zumeist auf Kosten einer homogenen Lichtabstrahlung, die dann nicht mehr erreichbar ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die eingangs genannte Lampe derart weiterzuentwickeln, dass bei kleinstmöglichem Lichtverlust eine gleichmäßige Lichtverteilung in unterschiedlichen Abständen variabel einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Maßnahme nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Vorsatzlinse als Fresnel-Linse (Fresnel-Stufenlinse) ausgebildet, die innerhalb der (inneren) Hüllfläche des Reflektors angeordnet ist und gegenüber der Lichtquelle verschiebbar ist.
Die Wahl der Fresnel-Stufenlinse ermöglicht eine flache Bauweise der Lampe, die in entsprechender Weise auch (gegenüber Linsensystemen) ein kleineres Gewicht besitzt.
Die Anordnung der Fresnel-Stufenlinse innerhalb der Hüllfläche des Reflektors bietet vorteilhafter Weise die Möglichkeit, dass nur ein selektierter Innenbereich des von der Lichtquelle, insbesondere der Leuchtdiode abgestrahlten Lichtes durch die Fresnel-Linse gebrochen wird, während der seitlich hiervon abgestrahlte Bereich des Lichtkegels unmittelbar auf die Reflexionsfläche des Reflektors trifft, von wo er nach vorne reflektiert wird. Durch die Verschiebung der Fresnel-Linse lassen sich unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken erzeugen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn ein und dieselbe Lampe in unterschiedlichen hohen Räumen bzw. in unterschiedlichen Raumhöhen angeordnet werden soll, wonach entsprechend der Lage der Lampen die Lichtverteilung durch Verschiebung der Fresnel-Linse optimiert wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Vorzugsweise sind der Reflektor und die Fresnel-Linse einstückig miteinander verbunden. Durch diese Maßnahme lässt sich im Wesentlichen die Bedienbarkeit vereinfachen und die Montage preiswerter gestalten.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Fresnel-Linse endseitig eines tubusförmigen Körperteils angeordnet, der gleichzeitig als Führung für eine Linearverschiebung ausgebildet ist. Dieser Tubus liegt konzentrisch zum Reflektorgehäuse, welches die Form eines Rotationsellipsoiden oder eines Kegels besitzt. Aus optischen Gründen wird vorzugsweise ein Kegel verwendet. Weiterhin vorzugsweise besteht der Reflektor aus Polycarbonat.
Vorzugsweise ist die Diode in einem, abgesehen von Kanälen für die Luftzufuhr und die Luftabfuhr, nach außen abgeschlossenen Raum angeordnet, dessen Wände durch den tubusförmigen Körperteil einerseits und durch die Platine, auf der sie befestigt ist, andererseits gebildet werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die LED in einem als Hohlzylinder ausgebildeten Gehäuse angeordnet, das über mehrere ringförmige, sich im wesentlichen über die gesamte Höhe erstreckende Kammern verfügt, die eine kamineffektartige Luftströmung erlauben. Insbesondere ist der LED-Treiber für die verwendete LED in einer der luftdurchströmten Kammern angeordnet.
Die inzwischen entwickelten Leuchtdioden mit größerer Leistung benötigen eine Kühlung, die nach dem Stand der Technik durch Kühlkörper gewährleistet werden soll. Diese Kühlkörper, die die dort hin fließende Wärme an die Außenluft abgeben sollen, verfügen zumeist über großflächige Arme, die einer gewünschten ansehnlichen Lampengestaltung entgegenstehen.
Mit der geschilderten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird hingegen ein Strömungseffekt ausgenutzt, bei dem die innerhalb des Gehäuses bzw. innerhalb der Ringkammern entstehende erwärmte Luft nach oben strömt und dort über vorgesehene Öffnungen ausströmt. Auf diese Art und Weise wird der LED-Treiber gekühlt.
Zur Kühlung der LED, die auf einer Platine angeordnet nach außen abgeschirmt ist, wird eine Öffnung benutzt, die in den abgeschlossenen Raum mündet, in dem sich die LED befindet und die nach oben hin offen ist. Die Luftzufuhr wird über einen Kanal geliefert, der ebenfalls in die abgeschlossene Kammer, in der die LED angeordnet ist, führt, so dass die angesaugte Frischluft Wärme aufnimmt und diese nach oben hin abführt. Das Kühlsystem beruht somit auf einer reinen Wärmeabfuhr durch Luftströmung.
Weitere Vorteile sowie Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 dieselbe perspektivische Ansicht als Teilschnitt entlang der Linie L-L in 1,
3 + 4 zwei Längsschnitte der erfindungsgemäßen Lampe mit unterschiedlichen Einstellungen,
5 + 6 + 7 verschiedene Ansichten der aus einem Reflektor sowie einer Fresnel-Stufenlinse bestehenden Einheit und
8 eine Ansicht eines Halters für die Aufnahme von kammernbildenden Segmenten.
Wie aus 1 ersichtlich, besteht die dargestellte Lampe aus einem zylinderförmigen als Hohlkörper 10 ausgebildeten Lampengehäuse, das eine Vorrichtung 101 zur Befestigung der Lampe an einem Hängeseil, einem Haken oder ähnlichem besitzt. Unterhalb des Hohlkörpers ist ein Reflektor 11 angeordnet, der im vorliegenden Fall kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Der Reflektor bildet mit einer Fresnel-Stufenlinse 12, die in einem tubusförmigen Körperteil 13 befestigt und angeordnet ist, ein einstückiges Teil. Der tubusförmige Körperteil 13 ist mitsamt dem Reflektor relativ zu dem Hohlkörper 10 verschiebbar. Da die LED 14 auf einer Platine im Fußteil des Hohlkörpers 10 angeordnet ist, kann durch die Verschiebung des Reflektors 11 in Richtung des Doppelpfeils 15 der Abstand der LED 14 von der Fresnel-Linse variiert werden. Der Reflektor 11 besteht aus einem Polycarbonat. Die Reflexion wird entweder über eine Totalreflexion oder über eine verspiegelte Innenfläche bewirkt. Das tubusförmige Körperteil 13 ist entlang des Außenzylinders 16, an dem es teilweise anliegt, verschiebbar geführt. In dem Hohlkörper 10 ist ferner ein LED-Treiber 17 angeordnet, wobei innerhalb des Hohlraums des Hohlkörpers 10 verschiedene segmentartige Kammern über vorhandene Trennwände gebildet werden. In einer der äußeren Segmentkammern 18, die nach unten offen ist, herrscht eine Aufwärtsluftströmung in Richtung des Pfeils 181, so dass die in der Kammer 18 durch den LED-Treiber erwärmte Luft nach oben steigt, wo sie durch vorhandene Öffnungen 182 ausströmen kann.
In mitten des Hohlkörpers 10 liegen nebeneinander mehrere Kammern, wobei in einer äußeren Kammer 19 eine Luftaufwärtsströmung herrscht, die in Richtung des Pfeils 191 wirksam ist. Diese Kammer mündet in einer oberen Öffnung 20, wohingegen eine daneben liegende Kammer 21 Luft über die Öffnung 22 ansaugt, die abwärts strömt, da durch die Luftaufwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 191 eine Sogwirkung entsteht.
Zwischen dem tubusförmigen Körperteil 13 und dem Außenzylinder 16 ist ein Silikonring 23 zur Abdichtung vorgesehen. Dieser Silikonring bewirkt, dass, abgesehen von der bereits geschilderten Luftströmung, durch welche Wärme abgeführt wird, der Innenraum 24 nach außen abgeschottet ist. Insbesondere ist hierdurch die Diode vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt.
Gegebenenfalls kann der Reflektor 11 mittels eines ringförmigen Halters mit dem Außenzylinder 16 lösbar verklemmt werden.
8 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Profil 25, mit dem eine Aufteilung in unterschiedliche Kammern 26, 27 und 28, die sich über die Bauhöhe des Hohlkörpers 10 erstrecken, aufgegliedert. In der Kammer 26 ist beispielsweise ein LED-Treiber angeordnet, wohingegen die Kammern 27 und 28 für entsprechende Luft-Auf- und Abwärtsströmungen vorgesehen sind. Insofern weicht das Profil nach 8 von den Darstellungen in 1 bis 3 ab.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die verschiebbare Anordnung der Fresnel-Linse, die relativ zur LED bewegbar ist, so dass unterschiedliche Abstände eingestellt werden können, die unterschiedliche und jeweils den Bedürfnissen angepasste Strahlungscharakteristiken erzeugen. So kann insbesondere die Lampe zur gezielten Arbeitstisch- oder Esstisch-Ausleuchtung ebenso verwendet werden wie in anderer Aufhängung, d. h. mit unterschiedlichem Abstand zur zu beleuchtenden Fläche zur Raumausleuchtung (letzteres gegebenenfalls in Verbindung mit mehreren Lampen, die ein Leuchtsystem bilden).
Die von der Leuchtdiode 14 ausgesandte Strahlung trifft zum Teil auf die Fresnel-Stufenlinse 12, wo sie mit Ausnahme der senkrecht auftreffenden Lichtstrahlen gebrochen wird. Die seitwärts über den tubusförmigen Körperteil 13 austretenden Lichtstrahlen werden an der Innenseite des Reflektors 11 reflektiert.
Die vorliegende Lampe ist als Hängelampe konzipiert, lässt sich jedoch ebenso auch als Wandleuchte oder als schräg im Raum angeordneter Strahler realisieren, der an einer entsprechenden Halterung befestigt wird. Bei aufwärts gerichteter Strahlung muss die Luftzufuhr und Luftabfuhr entsprechend geändert werden, damit entstandene Warmluft nach oben abströmen kann.

Claims

Lampe mit einer Lichtquelle, die vorzugsweise eine Leuchtdiode 14 ist, die von einem Reflektor (11) umgeben ist, der die Form eines Kegels oder eines Rotationsellipsoiden besitzt und einer Vorsatzlinse (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzlinse (12) als Fresnel-Linse ausgebildet ist, die innerhalb der Hüllfläche des Reflektors (11) angeordnet ist und gegenüber der Lichtquelle (14) verschiebbar ist.
Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (11) und die Fresnel-Linse (12) einstückig miteinander verbunden sind.
Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnel-Linse (12) endseitig eines tubusförmigen Körperteils (13) angeordnet ist, der gleichzeitig als Führung für eine Linearverschiebung ausgebildet ist.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (11) aus Polycarbonat besteht.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (14) in einem nach außen bis auf Lüftungskanäle abgeschlossenen Raum (24) angeordnet ist, dessen Wände durch den tubusförmigen Körperteil (13) einerseits und durch die Platine, auf der sie befestigt ist, andererseits, gebildet werden.
Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Leuchtdiode in einem als Hohlzylinder ausgebildeten Gehäuse angeordnet ist, das über mehrere segmentartige sich im wesentlichen über die gesamte Höhe erstreckende Kammern verfügt, die eine kamineffektartige Luftströmung erlauben.
Lampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein LED-Treiber in einer der luftdurchströmten Kammern angeordnet ist.