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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einbauleuchte, welche Mittel zur Montage an bzw. in einer Montageöffnung einer Wand oder einer Decke aufweist und mit Kühlmitteln versehen ist, über welche die während des Betriebs der Einbauleuchte entstehende Wärme abgeleitet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Downlight, welches in einer sog. abgehängten Decke zu montieren ist.
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Als „Downlight“ werden üblicherweise Leuchten bezeichnet, die für eine Anbringung an einer Decke eines zu beleuchtenden Raums vorgesehen und für eine Lichtabgabe vorwiegend nach unten hin ausgelegt sind. Es handelt sich hierbei um Leuchten, welche in der Regel als sog. Einbauleuchten dazu ausgebildet sind, in der Montageöffnung eines abgehängten Deckenelements, z.B. einer sog. Rigipsdecke, eingebaut zu werden.
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Derartige Downlights existieren in unterschiedlicher Form, grundsätzlich ergibt sich allerdings das Problem, dass die während des Betriebs der Leuchtmittel entstehende Wärme abgeführt werden muss, um eine Beschädigung temperatursensibler Komponenten der Leuchte zu vermeiden. Hierzu kommen in der Regel an der Rückseite des Downlights angeordnete Kühlkörper zum Einsatz, die sich in den Zwischenbereich zwischen abgehängter Decke und Rohdecke erstrecken und dazu ausgelegt sind, Wärme an die Umgebungsluft abzugeben. Als Kühlkörper haben sich dabei insbesondere massive Aluminiumbauteile bewährt, die z.B. als Druckgusskörper hergestellt werden und durch eine lamellenartige Ausgestaltung eine große Oberfläche aufweisen, durch die der Wärmeaustausch begünstigt wird.
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Die Effizienz der auf diesem Wege erzielten Kühlung, also der Ableitung der Wärme während des Betriebs der Leuchte hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Eine nicht unwesentliche Rolle spielt hierbei der Abstand zwischen Rohdecke und abgehängter Decke, da die Luft in diesem Zwischenbereich verhältnismäßig wenig in Bewegung ist. Insbesondere kann für diesen Bereich kein passiver, also selbstständiger Austausch mit der Luft unterhalb der abgehängten Decke erzielt werden, was zur Folge hat, dass die Luft in dem Zwischenraum in der Regel eine höhere Temperatur aufweist. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Effizienz des Kühlkörpers aus. Sehr schmale Zwischenräume können letztendlich sogar dazu führen, dass überhaupt keine Luftkonvektion stattfindet und damit die Wirkung des Kühlkörpers im Prinzip vernachlässigbar ist. Schließlich wird durch die Höhe des Zwischenraums auch die Möglichkeit beschränkt, Kühlkörper einer beliebigen Größe einzusetzen. Bei sehr schmalen Zwischenräumen können auch lediglich kompakt ausgestattete Kühlkörper verwendet werden, was sich wiederum negativ auf die Kühlung der Leuchte auswirkt. Letztendlich führen diese Faktoren dazu, dass bei Downlights, die in abgehängten Decken mit verhältnismäßig niedrigen Zwischenräumen montiert werden, Probleme hinsichtlich der Ableitung der während des Betriebs auftretenden Wärme bestehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabenstellung zugrunde, eine neuartige Möglichkeit anzugeben, bei Downlights der eingangs beschriebenen Art möglichst effizient aber trotz allem mit einem geringen Aufwand eine Ableitung der Wärme zu erzielen.
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Die Aufgabe wird durch eine Einbauleuchte, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf dem Gedanken, die zum Ableiten der Wärme genutzten Kühlmittel derart auszugestalten, dass sie sich nicht in den Zwischenraum zwischen abgehängter Decke und Rohdecke erstrecken, in dem – wie eingangs geschildert – ein Wärmeaustausch nur schwer realisierbar ist, sondern stattdessen in Richtung einer Lichtabstrahlrichtung des Downlights bzw. der Einbauleuchte in einen Bereich unterhalb der Decke. Die für die Wärmeableitung verantwortlichen Komponenten erstrecken sich also erfindungsgemäß nunmehr in einen Bereich, der ohnehin eine niedrige Temperatur aufweisen wird als der Bereich zwischen abgehängter Decke und Rohdecke. Darüber hinaus können in diesem Bereich auch deutlich effizienter Luftbewegungen auftreten, was sich positiv auf den Wärmeaustausch zwischen Kühlmitteln und Umgebungsluft auswirkt. Letztendlich kann also durch diese Maßnahme eine deutlich bessere Ableitung der Wärme für die Leuchte erzielt werden.
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Erfindungsgemäß wird dementsprechend eine Einbauleuchte mit Mitteln zur Montage der Einbauleuchte in bzw. an einer Montageöffnung einer Wand oder einer Decke, insbesondere einer abgehängten Decke vorgeschlagen, mit Leuchtmitteln sowie mit Kühlmitteln zum Ableiten der während des Betriebs der Leuchtmittel entstehenden Wärme, wobei sich die Kühlmittel in Richtung einer Lichtabstrahlrichtung der Einbauleuchte in einen Bereich außerhalb der Wand bzw. unterhalb der Decke erstrecken.
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Vorzugsweise kommen als Leuchtmittel bei der erfindungsgemäßen Einbauleuchte LEDs zum Einsatz, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Kühlmittel eine Auflagefläche für die LEDs bzw. für ein Trägerelement für die LEDs bilden. Dabei kann es sich bei den Kühlmitteln insbesondere um ein Gehäuse handeln, welches topfartig ausgestaltet ist und sich von den Leuchtmitteln in Lichtabstrahlrichtung der Einbauleuchte erstreckt. Die Kühlwirkung des Gehäuses kann dabei besonders bevorzugt dadurch optimiert werden, dass das Gehäuse eine Bodenfläche aufweist, welches die Auflagefläche für die LEDs bzw. für ein Trägerelement für die LEDs bildet, wobei dann insbesondere das Gehäuse einstückig ausgebildet ist.
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Das angesprochene Gehäuse kann dabei insbesondere auch zur Aufnahme eines wiederum topfartig ausgestalteten Reflektors genutzt werden, der sich von den Leuchtmitteln bis zur Öffnung des Gehäuses hin erstreckt. Vorzugsweise wird der Reflektor durch ein separates Bauteil gebildet, welches bspw. mit Hilfe einer Blende lösbar in dem Gehäuse gehalten wird, grundsätzlich wäre es allerdings auch denkbar, das Gehäuse selbst als Reflektor zu nutzen.
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Das Gehäuse besteht aus einem möglichst gut wärmeleitenden Material. Idealerweise besteht es aus Aluminium und weist hierbei bspw. eine Wandstärke von etwa 2–3mm auf. In gewissen Fällen wäre allerdings die Nutzung eines gut wärmeleitenden Kunststoffs ebenfalls denkbar.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 die seitliche Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einbauleuchte in Form eines Downlights und
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2 die Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Downlights.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand zweier Downlights näher erläutert. Allerdings könnten die Maßnahmen zur Kühlung der Leuchte auch bei Einbauleuchten zum Einsatz kommen, die in der Montageöffnung einer Wand montiert werden.
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Beide 1 und 2 zeigen zwei im Wesentlichen identisch ausgestaltete Varianten eines erfindungsgemäßen Downlights, die sich lediglich dahingehend unterscheiden, dass bei der Variante gemäße 1 zusätzlich ein „klassischer“ Kühlkörper 200 vorgesehen ist, der sich in bekannter Weise in den Zwischenraum 260 zwischen einer abgehängten Decke 250 und einer – nicht dargestellten – Rohdecke erstreckt. Wie allerdings die Variante gemäß 2 zeigt, kann in gewissen Situationen auch vollständig auf einen derartigen zusätzlichen Kühlkörper verzichtet werden, da die weiteren, nachfolgend noch näher beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen zum Ableiten der Wärme ausreichend sind und die Effizienz des Kühlkörpers 200 aufgrund der eingangs beschriebenen Faktoren ohnehin begrenzt ist.
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Das erfindungsgemäße, allgemein mit dem Bezugszeichen 100 versehene Downlight wird in üblicher Weise an der abgehängten Decke 250 befestigt. Es ist also innerhalb dieser abgehängten Decke 250, die bspw. durch eine sog. Rigipsdecke gebildet sein kann, eine Einbauöffnung 251 gebildet, in der das Downlight 100 montiert werden soll. Hierzu dient zunächst ein sog. Einbaurahmen 50, der eine abgewinkelte Konfiguration aufweist mit einem nach außen gerichteten, im montieren Zustand an der Unterseite der Decke 250 anliegenden Flanschbereich 51 sowie einem sich in bzw. durch die Öffnung 251 der Decke 250 erstreckenden umlaufenden Steg 52. Der umlaufende Flansch 51 dient dazu, etwaige Unregelmäßigkeiten in der Deckeneinbauöffnung 251 auszugleichen bzw. zu kaschieren. Er begrenzt an seiner Innenseite die eigentliche Einbauöffnung, in welche dann die nachfolgend noch näher beschriebenen Komponenten des Downlights 100 eingesetzt werden. In gewissen Situationen wird dieser Flansch 51 – zumindest teilweise – nach der Befestigung an der Decke 250 noch verputzt, so dass ein besonders unauffälliger Übergang zwischen Decke und den Elementen des Downlights 100 erzielt wird.
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Das Befestigen des Einbaurahmens 50 an der Decke 250 kann in vielfältiger Weise erfolgen, wobei aus dem Stand der Technik bspw. Schraubverbindungen oder spezielle Verriegelungselemente bekannt sind, welche ein Verklemmen der abgehängten Decke 250 zwischen dem Flanschbereich 51 des Einbaurahmens 50 und den Verriegelungselementen bewirken. Für die der Erfindung zugrunde liegende Problemstellung, nämlich die Wärme, die während des Betriebs des Downlights 100 entsteht, effizient abzuführen, spielen diese Montagemaßnahmen allerdings keine Rolle, weshalb hierauf im Folgenden nicht weiter eingegangen werden soll.
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An dem Montagerahmen 50 selbst erfolgt dann die vorzugsweise lösbare Befestigung der weiteren Komponenten des Downlights 100, welche insbesondere der Darstellung von 2 entnommen werden können. Es handelt sich hierbei insbesondere um einen sog. Lichtträger 40, der kreisartig ausgestaltet ist und eine Bodenfläche 41 aufweist, die der Anordnung der Leuchtmittel sowie des nachfolgend noch näher beschriebenen Gehäuses dient. Der Lichtträger 40 weist eine umlaufende Wand 43 auf, an der Haltemittel 45 angreifen, die der Halterung des Lichtträgers 40 an dem Einbaurahmen 50 dienen. Auch diese Haltemittel 45 können unterschiedlich ausgebildet und bspw. derart ausgebildet sein, dass der Lichtträger 40 mit dem daran angeordneten Gehäuse um zwei Achsen verdreht bzw. verschenkbar gelagert ist, um die Richtung der Lichtabgabe des Downlights 100 wahlweise einstellen zu können. Ebenso wäre allerdings auch denkbar, dass der Lichtträger 40 in einer festen Position mit dem Einbaurahmen 50 verbunden ist und dementsprechend keine Möglichkeit besteht, die Anordnung und Ausrichtung des Gehäuses zu modifizieren.
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Im vorliegenden Fall weisen sowohl der Montagering 50 als auch die weiteren Komponenten des Downlights 100 eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Form auf, allerdings ist die Erfindung keinesfalls auf eine derartige Ausgestaltung beschränkt. Bspw. könnte der Einbaurahmen 50 in gleicher Weise auch quadratisch oder rechteckig ausgestaltet sein und das nachfolgend noch näher beschriebene Gehäuse des Downlights 100 könnte z.B. eine pyramidenstumpfartige Form aufweisen.
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Als Lichtquellen kommen bei dem erfindungsgemäßen Downlight 100 ein oder mehrere LEDs 20 zum Einsatz, die auf einer LED-Platine 21 angeordnet sind. Von diesen LEDs 20 aus erstreckt sich ein topfartig ausgebildeter Reflektor 30, dessen reflektierende umlaufende Wand 31 in gewünschter Weise geformt sein kann, um das von den LEDs 20 emittierte Licht zu bündeln und in Lichtabstrahlrichtung abzugeben. Ein – nicht dargestelltes – Betriebsgerät zur Stromversorgung der LEDs 20 könnte hierbei entweder als separate Komponente in dem Deckenzwischenraum 260 angeordnet und über eine Kabelverbindung mit den LEDs 20 verbunden sein oder – insbesondere bei der Variante gemäß 2, bei der an der Oberseite des Lichtträgers 40 kein zusätzlicher Kühlkörper vorgesehen ist – auf dem Lichtträger 40 aufliegen.
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Erfindungsgemäß ist ferner ein Gehäuse 10 vorgesehen, welches der Ableitung der während des Betriebs des Downlights 100 entstehenden Wärme dient. Das topfartig ausgebildete Gehäuse 10 weist Seitenwände 11 auf, welche sich von den LEDs 20 zur Unterseite hin erstrecken und hierbei den Reflektor 30 umschließen. An der Unterseite des Gehäuses 10 ist ein Befestigungsring 35 angeordnet, der der lösbaren Befestigung des Reflektors 30 in dem Gehäuse 10 dient. Wie dargestellt, weist dieser beispielsweise mit dem Gehäuse 10 verrastbare Befestigungsring 35 eine nach innen ragende umlaufende Auflagefläche 36 auf, auf der die Unterkanten des Reflektors 30 aufliegen.
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Die Gehäusewände 11 des Downlights 100 erstrecken sich also zur Unterseite hin und damit in einen Raumbereich 270 unterhalb der abgehängten Decke 250. Hierdurch ist das Gehäuse 10 in Kontakt mit der normalen Umgebungsluft des Raums, über die dann ein Wärmeaustausch stattfinden kann, so dass die Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Um diesen Kühleffekt zu optimieren, besteht das Gehäuse 10 selbstverständlich aus einem gut wärmeleitfähigen Material, wobei sich hierfür insbesondere Aluminium anbietet. Zum Erzielen einer ausreichenden Wärmeleitung sollte das Gehäuse 10 eine ausreichende Wandstärke aufweisen, wobei im Falle von Aluminium vorzugsweise eine Stärke im Bereich von etwa 2–3mm vorgesehen ist. Kommen andere Materialien zum Einsatz, wobei bspw. auch die Verwendung eines gut wärmeleitenden Kunststoffs vorgesehen sein kann, so muss die Wandstärke ggf. entsprechend angepasst werden.
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Eine besonders gute Übertragung der Wärme von den LEDs 20 auf die Seitenwände 11 des Gehäuses 10 wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erzielt, dass das Gehäuse 10 selbst eine Auflagefläche für die LED-Platine 21 bildet. Das Gehäuse 10 weist also eine Bodenfläche 12 auf, welche eine plane Auflagefläche für die Leuchtmittel bildet und an ihrem Randbereich vorzugsweise einstückig in die Seitenwände 11 übergeht. Grundsätzlich wäre auch eine mehrteilige Ausgestaltung des Gehäuses 10 denkbar, selbstverständlich führt allerdings die dargestellte einstückige Form zu einer besonders guten Wärmeübertragung. Die Bodenfläche 12 ist dabei in einer Vertiefung 42 der Bodenfläche des Lichtträgers 42 angeordnet und kann bspw. mit diesem verschraubt sein, um eine sichere Halterung zu erzielen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bodenfläche 12 des Gehäuses 10 einen Durchmesser von etwa 50–60mm auf, die Höhe des Gehäuses 10 beträgt etwa 80–100mm. An seiner Unterseite weist das Gehäuse 10 einen Durchmesser im Bereich von etwa 150mm auf, was in etwa auch dem Durchmesser der Einbauöffnung 251 der abgehängten Decke 250 entspricht. Diese Größenangaben sind allerdings lediglich beispielhaft zu verstehen und können ggf. auch entsprechend variieren.
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Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Downlights 100 könnte darin bestehen, dass das Gehäuse 10 selbst den Reflektor 30 bildet. In diesem Fall müsste das Gehäuse 10 aus einem entsprechenden, gut reflektierenden Material bestehen, was gleichzeitig auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Selbstverständlich bietet sich hierfür wiederum Aluminium an. Alternativ hierzu könnte allerdings auch die Innenwandung des Gehäuses 10 mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sein.
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Letztendlich hat sich gezeigt, dass durch die dargestellten erfindungsgemäßen Maßnahmen die während des Betriebs der LEDs entstehende Wärme sehr gut über das Gehäuse an die Umgebungsluft des Raums abgeführt werden kann. Die Effizienz der Wärmeübertragung ist hierbei derart gut, dass in gewissen Situationen sogar – wie in 2 gezeigt – auf einen klassischen Kühlkörper verzichtet werden kann. Wie in 1 gezeigt, kann allerdings ggf. zusätzlich an der Rückseite des Lichtträgers der bereits erwähnte Kühlkörper vorgesehen sein, der dann in klassischer Weise ausgebildet ist und sich in den Zwischenbereich zwischen abgehängter Decke und Rohdecke hin erstreckt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können mit einem verhältnismäßig geringem Aufwand und dementsprechend geringen Kosten realisiert werden.
