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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche ein Gehäuse aufweist, das eine Lichtaustrittsöffnung definiert, wobei in dem Gehäuse Leuchtmittel angeordnet sind. Insbesondere soll mit Hilfe der erfindungsgemäßen Leuchte die künstliche Lichtabgabe in besonders eleganter Weise auf das natürliche Tageslicht abgestimmt werden bzw. das natürliche Tageslicht ergänzen.
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Tageslichtabhängige Beleuchtungssteuerungen sind insbesondere beim Beleuchten größerer Gebäude oder Gebäudekomplexe seit langem bekannt. Eine Steuerung des Kunstlichts in Abhängigkeit von dem von außen einfallenden Tageslicht führt nicht nur zu einer angenehmeren Beleuchtungssituation, die das so genannte Raumklima verbessert, sondern dient auch der Energieeinsparung. Dadurch, dass das künstliche Licht nur dann zugeschaltet wird, wenn das natürliche Tageslicht für keine ausreichende Helligkeit sorgt, kann der Energieverbrauch eines Beleuchtungssystems deutlich reduziert werden.
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Das Tageslicht fällt üblicherweise über Fenster in einen zu beleuchtenden Raum ein, wobei die Leuchten, welche für das ergänzende Kunstlicht verantwortlich sind, dann beispielsweise an der Decke des Raums angeordnet beziehungsweise befestigt sind oder als Stehleuchten innerhalb des Raums verteilt angeordnet werden. Ein Lichteinfall des Tageslichts liegt manchmal auch dann vor, wenn im Deckenbereich Fenster oder verglaste beziehungsweise allgemein lichtdurchlässige Strukturen angeordnet sind. Die für das Kunstlicht verantwortlichen Leuchten sind dann allerdings wiederum benachbart zu diesen lichtdurchlässigen Strukturen an lichtundurchlässigen Deckenbereichen angeordnet.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Leuchte zur Verfügung gestellt werden, die in völlig neuartiger Weise eine aufeinander abgestimmte Beleuchtung eines Raums sowohl durch Tageslicht als auch durch Kunstlicht ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch eine Leuchte, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Dem erfindungsgemäßen Konzept liegt der Gedanke zugrunde, die Lichtaustrittsöffnung der Leuchte, welche für die Abgabe des Kunstlichts vorgesehen ist, zusätzlich auch als Lichtaustrittsfläche für das natürliche Tageslicht zu verwenden. Das heißt, beide Lichtarten werden über die gleiche Fläche abgegeben, was zu einer besonders harmonischen Kombination zwischen natürlichem Licht und Kunstlicht führt. Diese Zusammenführung beider Lichtarten wird dabei dadurch erreicht, dass das Gehäuse der Leuchte auch an der der Lichtaustrittsöffnung gegenüberliegenden Rückseite offen oder lichtdurchlässig gestaltet ist, sodass das natürliche Tageslicht, welches von oberhalb bzw. von der Rückseite her auf die Leuchte auftritt, durch das Gehäuse hindurch geführt wird und dieses dann über die Lichtaustrittsöffnung verlässt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also eine Leuchte mit einem Gehäuse, welche eine Lichtaustrittsöffnung definiert, sowie in dem Gehäuse angeordneten Leuchtmitteln vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß das Gehäuse an der der Lichtaustrittsöffnung gegenüberliegenden Rückseite zumindest teilweise lichtdurchlässig oder offen ist und die Anordnung der Leuchtmittel innerhalb des Gehäuses derart ist, dass über die Rückseite in das Gehäuse eintretendes Licht dieses über die Lichtaustrittsöffnung verlassen kann.
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Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, mit Hilfe derartiger Leuchten einen Deckenbereich eines Gebäudes oder eines Raums mit so genannten Lichtkacheln auszufüllen, durch welche einerseits das natürliche Tageslicht in den Raum einfallen kann und andererseits gegebenenfalls auch Kunstlicht abgegeben wird. Die bisherige Unterteilung zwischen Fenstern oder Glasfronten, durch die das Tageslicht einfällt, und separat dazu angeordneten Leuchten entfällt also, was zu einem interessanten Erscheinungsbild des Raums insgesamt führt. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird können dabei die Leuchten aufgrund der Tatsache, dass sie sehr große Flächen einnehmen können, auch noch zu anderen Zwecken wie beispielsweise der Schalldämpfung oder dergleichen genutzt werden.
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Vorzugweise ist das Gehäuse der erfindungsgemäßen Leuchte rahmenartig ausgebildet und dementsprechend zur Rückseite hin vollkommen offen. Das Gehäuse ist dabei vorzugsweise rechteckig, insbesondere quadratisch geformt, wobei diesbezüglich selbstverständlich keine Beschränkung besteht und auch andere Formen denkbar wären.
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Die Leuchtmittel sind dabei gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel an mehreren länglichen Trägerelementen angeordnet, welche sich im Wesentlichen parallel und mit Abstand zueinander durch das Gehäuse erstrecken. Dabei können die Leuchtmittel insbesondere durch LEDs gebildet sein. Durch die Zwischenräume zwischen den Trägerelementen mit den Leuchtmitteln kann dann das Tageslicht hindurchtreten und über die Lichtaustrittsöffnung letztendlich abgegeben werden.
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Die Trägerelemente für die Leuchtmittel, insbesondere für die LEDs sind dabei vorzugsweise durch Profilteile, insbesondere Aluminiumprofilteile gebildet, welche jeweils mit ihren Stirnenden an dem Gehäuse befestigt sind. Diese Profilteile können dabei stegartig ausgebildet sein und zunächst einen Aufnahmebereich zur Halterung von LED-Platinen aufweisen. Von diesem Aufnahmebereich kann sich dann zur Rückseite hin ein Stegbereich erstrecken, der vorzugsweise in Form eines Kühlkörpers ausgebildet ist, also mehrere Seitenarme aufweist, durch welche die Oberfläche vergrößert und damit der Wärmeaustausch zur umgebenden Luft optimiert wird. Darüber hinaus können die Trägerelemente gleichzeitig zur Halterung von Primäroptiken für die LEDs genutzt werden, wobei diese Primäroptiken dazu ausgelegt sind, eine gleichmäßige Lichtabgabe des Kunstlichts zu unterstützen.
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Damit auch in der Situation, in der durch die Leuchte lediglich Tageslicht abgegeben wird, die Lichtaustrittsfläche möglichst gleichmäßig hell erscheint, ist vorzugsweise vorgesehen, dass in den Zwischenbereichen zwischen den Trägerelementen zusätzliche optische Elemente zur Beeinflussung des hindurchtretenden (Tages-)Lichts angeordnet sind. Auch in diesem Fall können die Trägerelemente der Lagerung dieser optischen Elemente dienen. Diese sind dabei beispielsweise durch längliche Platten gebildet, welche eine Strukturierung in Form von Prismen oder dergleichen aufweisen, durch welche eine gleichmäßige Verteilung des Tageslichts erzielt wird. Eine vergleichbare Funktion besitzen – wie bereits erwähnt – auch die Primäroptiken für die Leuchtmittel, sodass sowohl durch das Tageslicht als auch durch das Kunstlicht die Lichtaustrittsfläche der Leuchte möglichst gleichmäßig und homogen aufgehellt wird.
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Wie bereits erwähnt wird die erfindungsgemäße Leuchte vorzugsweise als großflächige Leuchte realisiert, welche dann auch noch zu anderen Zwecken zur Verbesserung des Raumklimas genutzt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann dabei vorgesehen sein, dass die Leuchte eine lichtdurchlässige Abdeckung im Bereich der Lichtaustrittsöffnung aufweist, wobei die Abdeckung einen Rahmen aufweist, der mit mindestens zwei – in Lichtabstrahlrichtung gesehen – voneinander beabstandeten lichtdurchlässigen Materialien bespannt ist. Dieser Gedanke ist bereits aus der
EP 2 221 528 A2 der Anmelderin bekannt und wird insbesondere dazu genutzt, eine Schalldämmung zu bewirken. Ferner kann allerdings auch mit Hilfe dieser Materialien die Lichtabgabe der Leuchte gezielt beeinflusst werden. So wäre insbesondere denkbar, dass die Materialien lichtstreuend wirken, so dass ein Einblick in den Innenbereich der Leuchte verhindert wird.
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Die schalldämmende Wirkung dieser speziellen Abdeckung wird insbesondere dann erzielt, wenn die beiden lichtdurchlässigen Materialien eine unterschiedliche Schalldurchlässigkeit aufweisen. Dabei weist insbesondere das dem Gehäuse zugewandte lichtdurchlässige Material eine niedrigere Schalldurchlässigkeit auf, während hingegen die Schalldurchlässigkeit der entfernter liegenden Bespannung, die also letztendlich die Lichtabgabefläche der Leuchte bildet, deutlich höher ist. In diesem Fall wird der Schall von der Abdeckung nicht mehr reflektiert sondern dringt in den Zwischenraum zwischen den beiden Materialien ein, was zur Folge hat, dass die angestrebte Schalldämmung erzielt wird. Bei den beiden Materialien kann es sich insbesondere um Folien oder Gewebe handeln.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte in perspektivischer Ansicht von unten;
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2 eine seitliche Ansicht der erfindungsgemäßen Leuchte;
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3 eine vergrößerte Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Leuchte;
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4 eine Explosionsdarstellung der Trägerelemente für die Leuchtmittel sowie der daran angeordneten optischen Elemente und
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5a und 5b Darstellungen zur Wirkung der erfindungsgemäßen Leuchte bei der Lichtabgabe von Tageslicht sowie von Kunstlicht.
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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren eine quadratische, allgemein mit dem Bezugszeichen 100 versehene Leuchte gezeigt. Es handelt sich um eine Leuchte, die üblicherweise unterhalb einer lichtdurchlässigen Deckenstruktur eines Gebäudes angeordnet wird, durch welche das Tageslicht in das Gebäude bzw. in den Raum, der beleuchtet werden soll, einfallen kann. Dabei ist vorgesehen mit Hilfe mehrerer derartiger Leuchten 100 eine größere Fläche vollständig auszufüllen, so dass über die hierdurch gebildete Anordnung sowohl das Tageslicht als auch das Kunstlicht in den Raum fällt. Vorzugsweise ist deshalb die dargestellte quadratische Form für die Leuchte 100 vorgesehen, wobei diesbezüglich selbstverständlich keine Beschränkungen bestehen. In der Regel wird es sich allerdings um verhältnismäßig großflächige Leuchten handeln, die beispielsweise eine Kantenlänge von 1 m oder mehr aufweisen.
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Entsprechend der seitlichen Darstellung gemäß 2 ist die Leuchte leicht abgestuft ausgebildet und weist ein oberes Gehäuseteil 10 auf, an dessen Unterseite zusätzlich eine Abdeckung 50 angeordnet ist. Die Abdeckung 50 ist hinsichtlich ihrer Abmessungen etwas größer als das Gehäuse 10 gestaltet, wobei dann beim Zusammenfügen mehrerer Leuchte 100 die Abdeckungen seitlich aneinander stoßen und an dem Gehäuse 10 entsprechende Befestigungsmittel zur Montage der Leuchte 100 angebracht werden können.
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Der zentrale Gedanke der erfindungsgemäßen Leuchte 100 ist dabei der Schnittdarstellung von 3 entnehmbar. Dabei ist erkennbar, dass das Gehäuse 10 nicht – wie normalerweise üblich – eine rückseitige, im Wesentlichen geschlossene Bodenfläche aufweist, an der die Montage der verschiedenen Komponenten der Leuchte 100 erfolgt. Stattdessen ist das Gehäuse 10 rahmenartig ausgebildet und weist dementsprechend an seiner Rückseite eine sich nahezu über die gesamte Breite hinweg erstreckende Öffnung 11 auf. Diese Öffnung 11 könnte gegebenenfalls durch ein lichtdurchlässiges Element abgedeckt werden, vorzugweise ist allerdings vorgesehen, dass keine entsprechende Abdeckung eingesetzt wird, sondern die Leuchte 100 tatsächlich zur Rückseite hin offen ist. Die Unterseite des Gehäuses 10 definiert eine Lichtaustrittsöffnung 12, über welche das Licht abgegeben wird. Im vorliegenden Fall erfolgt wie bereits angedeutet die Lichtabgabe über eine zusätzliche Abdeckung 50, die unterhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist und deren Ausgestaltung nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Innerhalb des Gehäuses 10 sind mehrere Leuchtmittel angeordnet, mit deren Hilfe gleichmäßig Kunstlicht über die gesamte Fläche der Leuchte 100 hinweg abgegeben werden kann. Als Leuchtmittel sind im vorliegenden Fall LEDs 21 vorgesehen, die wie in 4 dargestellt auf länglichen Platinen 20 angeordnet sind. Die Halterung der LED-Platinen 20 erfolgt dabei mit Hilfe mehrerer Profilteile 15, welche parallel zueinander durch das Leuchtengehäuse 10 verlaufen und jeweils an ihren Stirnenden an dem rahmenartigen Gehäuse 10 befestigt, beispielsweise mit einem leicht erhöhten Steg 13 der Gehäusewand verschraubt sind. Innerhalb des Gehäuses 10 sind ferner Betriebsgeräte 14 zur Stromversorgung des Leuchtmittel angeordnet.
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Die Profilteile 15 werden insbesondere durch stegartige Aluminiumprofile gebildet, welche entsprechend der Darstellung von 4 an ihrer den LEDs 21 zugewandten Seite einen Aufnahmebereich 16 zur Lagerung der LED-Platinen 20 aufweisen. Von diesem Aufnahmebereich 16 erstreckt sich zur Rückseite, im Montagefall also nach oben hin ein stegartiger Bereich 17, der mehrere seitlich verzweigende Arme 18 aufweist. Hierdurch bildet das Profilelement 15 einen Kühlkörper, über den während des Betriebs der LEDs 21 auftretende Wärme effizient an die Umgebung abgeführt werden kann. Diese Wärmeabführung wird dabei dadurch unterstützt, dass wie bereits oben erwähnt die Rückseite der Leuchte 100 vorzugsweise vollständig offen ist.
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Eine weitere Funktion der Profilelemente 15, welche die Leuchtmittel 20 tragen, besteht in der Halterung einer Primäroptik für die LEDs 21. Diese Primäroptik 22 besteht aus einem Kunststoffteil aus lichtdurchlässigem Material, welches im Querschnitt dreieck- beziehungsweise keilförmig ausgeführt ist. An den beiden Seitenflanken des Elements 22 sind hierbei längliche Prismen oder Streustrukturen 23 ausgebildet, durch welche eine gleichmäßige Verteilung des LED-Lichts erzielt wird. Hierdurch wird verhindert, dass beim Aktivieren des Kunstlichts die einzelnen LED-Reihen als hell erleuchtete Bereiche erscheinen.
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Die Befestigung der Primäroptiken 22 an den Trägerelementen 15 erfolgt mit Hilfe zweier an der Rückseite vorgesehener Arme 24, welche in entsprechende Führungsbahnen 19 an dem Profilteil 15 eingreifen.
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Dadurch, dass die Trägerelemente 15 mit den Leuchtmitteln 20 jeweils beabstandet zueinander durch das Leuchtengehäuse 10 verlaufen, werden dazwischenliegende Freiräume gebildet, welche den Durchtritt des Tageslichts ermöglichen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist allerdings vorgesehen, dass auch diese Zwischenbereiche optische Elemente aufweisen, durch welche die Abgabe des Tageslichts optimiert wird. Es handelt sich hierbei um scheibenförmige transparente Platten 25, welche wiederum durch die Trägerelemente 15 gehalten werden. Wie 3 entnommen werden kann, liegen diese Platten 15 ihren Randbereichen 26 auf den Rückseiten der keilförmigen Bereiche der Primäroptiken 22 auf. An ihrer Unterseite weisen die Platten 22 wiederum eine längliche Rillenstruktur 27 auf, die vergleichbar mit der Struktur der Primäroptiken 22 ist. Auch hier dient die Struktur 27 dazu, das hindurchtretende Tageslicht gleichmäßiger zu verteilen und dementsprechend für eine homogene Abgabe des Tageslichts zu sorgen.
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Bevor die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Leuchte
100 im Hinblick auf die Abgabe von Tageslicht und Kunstlicht näher erläutert wird, soll zunächst noch die an der Unterseite des Gehäuses
10 angeordnete Abdeckung
50 näher erläutert werden. Diese ist wie bereits erwähnt im Wesentlichen entsprechend einer in der
EP 2 221 528 A2 beschriebenen Lösung ausgebildet. Die Abdeckung weist hierbei einen umlaufenden Rahmen
51 auf, der mit Hilfe einer Schraubbefestigung
52 an der Unterseite des Leuchtengehäuses
10 befestigt ist. Der Rahmen
51 dient dabei der Halterung zweier so genannter Bespannungen
53 und
55, welche durch Folien oder Gewebe gebildet sind. Diese Bespannungen bestehen also aus einem leicht flexiblen Material, welches ein Einspannen in die Rahmenkonstruktion
51 der Abdeckung
50 ermöglicht. Dies erfolgt beispielsweise mit im Randbereich der Bespannungen
53,
55 vorgesehenen Kedern, welche in entsprechende Kanäle des Profilrahmens
51 eingehängt werden können.
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Vorzugsweise wirken beide Bespannungen 53 und 55 lichtstreuend, so dass über diese zweifache zusätzliche Steuerung eine äußerst homogene Lichtabgabe über die gesamte Fläche erzielt wird. Ferner sind allerdings die Bespannungen 53 und 55 derart ausgestaltet, dass sie zusätzlich auch eine Schalldämmung bewirken. Dies kann insbesondere dadurch gefördert werden, dass die äußere beziehungsweise untere Bespannung 55 verhältnismäßig gut schalldurchlässig ist während hingegen die dem Gehäuse 10 zugewandte innere Bespannung 53 eine geringere Schalldurchlässigkeit aufweist. Von außen bzw. unten auf die Oberfläche auftretender Schall kann dementsprechend in den Zwischenraum zwischen den beiden Bespannungen 53, 55 eindringen, wird hierin allerdings sozusagen gefangen gehalten und dementsprechend nicht mehr zurückreflektiert. Hierdurch trägt die Leuchte zusätzlich auch zur Verbesserung des Raumklimas bei, wobei allerdings gegebenenfalls der Lichtaustrittsbereich der Leuchte 100 auch anderweitig gestaltet sein könnte.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Leuchte ist in den 5a und 5b dargestellt. 5a zeigt hierbei zunächst den Fall, dass über die Leuchte Tageslicht, welches von der Oberseite her auf die Leuchte 100 fällt, abgegeben wird. Erkennbar ist dabei, dass die über die offene Gehäuserückseite eintretenden Strahlen durch die optischen Elemente 25 gestreut werden, sodass eine gleichmäßige homogene Lichtabgabe erzielt wird, welche zusätzlich auch durch die Bespannungen 53 und 55 der Abdeckung 50 unterstützt wird. Primär verantwortlich für die gleichmäßige Abgabe des Tageslichts sind allerdings die optischen Elemente 25. Die Wirkungsweise ist dabei derart gut, dass die Trägerelemente 15 mit den Lichtquellen nicht beziehungsweise nahezu kaum als dunkle Streifen in der Leuchte erkennbar sind.
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Steht hingegen kein oder nur ein sehr geringer Anteil an Tageslicht zur Verfügung, so kann eine Kunstlichtabgabe erfolgen, wie sie in 5b dargestellt ist. Hierbei erfolgt die Lichtabgabe primär durch die LEDs 21, wobei mit Hilfe der Primäroptiken 22 wiederum eine gleichmäßige Verteilung des LED-Lichts erzielt wird. Diese Verteilung ist dabei derart effizient, dass nunmehr keine einzelnen hellen in Längsrichtung verlaufenden Streifen innerhalb der Leuchte 100 erkennbar sind sondern wiederum die untere Bespannung 55 der Abdeckung 50 gleichmäßig hell erscheint.
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Dementsprechend kann also mit der erfindungsgemäßen Leuchte 100 tatsächlich sowohl Tageslicht als auch Kunstlicht abgegeben werden, was zu einer äußerst angenehmen Beleuchtungssituation führt. Als Lichtquellen für das Kunstlicht kommen dabei vorzugweise Weißlicht-LEDs zum Einsatz. Es wäre allerdings durchaus auch denkbar, dass gegebenenfalls ein kleiner Teil der LEDs auch farbiges Licht abgibt, welches dann dazu genutzt wird, dem Kunstlicht eine gewisse Farbstimmung zu verleihen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2221528 A2 [0013, 0029]