EP1362205B1 - Unterflurfeuer für signalisierungs- und/oder markierungszwecke - Google Patents
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- EP1362205B1 EP1362205B1 EP02714037A EP02714037A EP1362205B1 EP 1362205 B1 EP1362205 B1 EP 1362205B1 EP 02714037 A EP02714037 A EP 02714037A EP 02714037 A EP02714037 A EP 02714037A EP 1362205 B1 EP1362205 B1 EP 1362205B1
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- blister
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
- F21S8/02—Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters
- F21S8/022—Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters intended to be recessed in a floor or like ground surface, e.g. pavement or false floor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/15—Thermal insulation
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
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- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Definitions
- the invention relates to an underfloor fire for signaling and / or marking purposes according to the preamble of claim 1.
- a generic underfloor fire is from the WO 88/00315 A1 known.
- underfloor lights of this kind in which, among other things, LEDs (light-emitting diodes) are used as lamps
- the amount of heat generated during operation of the luminous means is usually converted by convection into a gas, which is often air; in some known underfloor lights, the lamp is associated with a heat sink, from which the amount of heat generated during operation of the lamp is delivered to the gas or the air by convection. Due to the limited space conditions prevailing in underfloor fires, underfloor fires equipped with a heat sink with low thermal resistance also have a total heat transmission resistance of typically more than 30 K / W power dissipation.
- thermal resistance between the barrier layer of the LED and the PC board of more than 150 K / W. In some automatic applications, a thermal resistance of the order of about 70 K / W is achieved.
- thermal resistances which are associated with maximum temperatures of the barrier layers, which are usually in the order of a little above 120 degrees C, limit the current density possible or permissible during operation of the underfloor fire, resulting in a corresponding limitation of the per unit area gives the barrier achievable light output of the LED.
- this limitation of the radiation power per unit area is compensated by increasing the area used for the light emission and the number of light-emitting diodes.
- the invention has for its object to provide an underfloor fire of the type described, in which the light emission can be increased without increasing the light emission without exceeding allowable barrier surface temperatures of the lamps or the life of the lamps would be reduced.
- the traffic area is used quasi as a heat sink with unlimited capacity by the barrier layer of the light source is connected via the described heat removal path with low thermal resistance to the traffic area.
- the heat dissipation from the light source by means of compared to the described heat dissipation path to the traffic area much less effective convection takes place in the case of underfloor fire according to the invention only in a negligible order of magnitude.
- the underfloor fire electrical current densities Due to the controllable in the case of the inventive design of the underfloor fire electrical current densities, it is particularly useful when used as a light bulb power LED, also called high-power LED.
- a light bulb power LED also called high-power LED.
- By means of such a power LED can be met without special further measures a variety of underfloor fire requirements, moreover, only a relatively limited number of power LED is required. These radiate through a transparent radiating window, which is realized by the existing light emission opening in the housing cover. Due to the achievable by means of power LED high radiation power of the surface unit of the radiating the demands placed on underfloor fire in terms of radiation performance can be met without the supernatant of the underfloor fire over the surface of the traffic area is more than 13 mm, with smaller protrusions are possible.
- the at least one power LED is associated with a collimator element.
- This collimator can be used to radiate the light radiation directly through the emission window; Alternatively, the light emission can take place by means of the collimator member after a previous reflection on a Strahlungsform- or -lenk mirror.
- collimators lenses, prisms, diffractors and / or mirrors, the respectively desired light radiation distribution can be achieved.
- the in constructive and technical little expensive way, the varnishleit Kunststoff between the lamp and the housing cover can be realized when the at least one power LED sits with its support plate on a base plate which is attached to at least one connected to the underside of the housing cover inner cover part and with this forms the leit Kunststoff to the housing cover and thus to the housing.
- the heat conducting bridge is formed by the base plate and two inner lids, which are arranged on both sides of the support plate and connected to the underside of the housing cover.
- the two inner lids can be arranged at the end portions of the base plate, wherein advantageously each inner cover part on the one hand rests flat against the base plate and on the other hand flat against the underside of the housing cover.
- cover-side and housing-side contact surfaces should be formed smooth metallic.
- the material for the base plate on which the power LED is seated with its support plate for the support plate, and the cover inner parts come materials having a high coefficient of thermal conductivity, e.g. Metals, in particular for use.
- the underfloor fire according to the invention can be a transition of the thermal energy generated by the power LED to the traffic area, which serves as a quasi-unlimited heat sink reach.
- the total thermal resistance from the power LED barrier to the base plate is a maximum of about 11 K / W;
- a heat transfer resistance must be added for the heat removal path from the base plate to the traffic area, which is below 1.5 K / W.
- the maximum light output is achieved at a current of 350 to 1000 mA, the thermal energy generated at the resulting current densities can be easily dissipated in the case of the underfloor fire according to the invention.
- An underfloor fire 1 according to the invention shown in FIGS. 1 to 4 includes a housing 2 which is approximately cylindrical and embedded in a traffic area 3.
- the traffic area 3 may be a road, an airport taxiway, take-off runway or the like. act.
- the underfloor fire 1 is used for signaling and / or marking purposes.
- the housing 2 of the underfloor fire 1 can be closed by means of a housing cover 4, which can be detachably connected, for example by means of screw connections 5, to the housing 2.
- the housing cover 4 is only slightly, eg less than 13 mm, above the traffic area.
- the housing 2 is either surrounded directly by the traffic surface 3 forming material, or between the housing 2 and the actual traffic surface 3 forming material are thermally conductive materials such as epoxy or polyester-filled mortar provided.
- a line (power) LED 6 is provided as the lighting means.
- This power LED 6 has its maximum output power at a through current of about 700 to 750 mA, as shown in FIG. 11, which shows the light output depending on the current of a power LED and a conventional 5-mm LED ,
- the power LED 6 sits on a support plate 7, which in turn, as best seen in FIG 5, is connected by suitable connecting means 8 with a base plate 9.
- the support plate 7 of the power LED 6 and the base plate 9 are flat against each other.
- the total thermal resistance between the barrier layer of the power LED 6 to the base plate 9 is about 11 K / W.
- FIGURE 11 the corresponding values of a conventional 5-mm LED can be removed, resulting in a thermal resistance of about 220 K / W.
- the power LED 6 is associated with a collimator 10 in the illustrated embodiment, by means of which the light output of the power LED 6 can be optimized. From the collimator 10, the light emitted by the power LED 6 light in an optical unit 11, which leaves the radiated light through a provided in the housing cover 4 light outlet opening 12.
- the design of the light beam radiated from the underfloor fire 1 depends inter alia on how the optical unit 11 is in turn designed, this ud.dgl depending on the desired type of light emission appropriately adapted lenses, prisms, diffractors, mirrors. can have.
- the collimator member 10 is supported by means of a lens holder 13, which in turn by means of suitable connecting members 14 with the base plate 9 on both sides of the support plate 7 projecting highly thermally conductive spacers, for example metallic Mehrkanthülsen 15, is connected.
- a shutter 16 is arranged on the side facing away from the collimator 10 of the lens holder 13.
- the design of the assembly of base plate 9, support plate 7, power LED 6, polygons 15, collimator 10, lens holder 13 and shutter 16 is best shown in FIGS 5 to 7.
- the base plate 9 is, as best seen in FIGURE 4, attached at its two lateral end portions to a respective inner lid portion 17, 18.
- the two inner lid parts 17, 18 are formed in the same way, so that in the following only the inner lid part 17 is described.
- the cover inner part 17 is, as is best shown in a synopsis of FIGURES 2 to 4, areally connected to the underside 19 of the housing cover 4. Accordingly, the cover inner part 17 is flat against the end portion of the base plate 9.
- the mutually associated cover inner part-side and base plate-side contact surfaces and the associated inner cover part inner side and cover-side contact surfaces are formed smooth metal to ensure an undisturbed heat transfer between the base plate 9 and the inner cover part 17 and the inner cover part 17 and the housing cover 4.
- the housing cover 4 is in turn connected via a metallically smooth cover-side bearing surface 20 with a likewise metallically smooth housing-side bearing surface 21, whereby the heat from the housing cover 4 via the housing 2 to the traffic area or the traffic surface forming material is discharged.
- Both the support plate 7 of the power LED 6 and the base plate 9 and the two inner lid parts 17, 18 are formed of a material having a high coefficient of thermal conductivity, so that by the means of the base plate 9 and the inner lid parts 17, 18 formed réelleleit Kunststoff to the housing cover. 4 , the housing cover 4 and the housing 2, a heat removal path from the power LED 6 is provided to the traffic area 3.
- This heat removal path has a total thermal resistance of about 1.5 K / W, the traffic area 3 forms a virtually infinite heat sink.
- FIGS. 8 and 10 show a plan view of further embodiments of underfloor lights 1 equipped with thermal bridges according to the invention, the embodiment according to FIG. 8 comprising a housing cover 4 with two symmetrical ones to one Has axis arranged light exit openings 12, whereas the embodiment of FIGURE 10 has a housing cover 4 with two light exit openings 12, whose Symme triaxles include an angle.
- FIG. 9 shows a further embodiment of a underfloor fire 1 with two times four power LEDs designed with thermal bridges according to the invention.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Unterflurfeuer für Signalisierungs- und/oder Markierungszwecke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Ein gattungsgemäßes Unterflurfeuer ist aus der
WO 88/00315 A1 - Bei bekannten derartigen Unterflurfeuern, in denen als Leuchtmittel unter anderem auch LED (Lichtemittierende Dioden) zum Einsatz kommen, wird die im Betrieb des Leuchtmittels erzeugte Wärmemenge üblicherweise durch Konvektion in ein Gas, bei dem es sich oft um Luft handelt, überführt; bei einigen bekannten Unterflurfeuern ist dem Leuchtmittel eine Wärmesenke zugeordnet, von der aus die beim Betrieb des Leuchtmittels erzeugte Wärmemenge an das Gas bzw. die Luft durch Konvektion abgegeben wird. Aufgrund der in Unterflurfeuern vorherrschenden begrenzten räumlichen Verhältnisse haben auch mit einer Wärmesenke mit kleinem Wärmedurchlasswiderstand ausgerüstete Unterflurfeuer einen Gesamtwärmedurchlasswiderstand von üblicherweise mehr als 30 K/W Verlustleistung.
- Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Einsatz von auf PC-Platten montierten LED ergibt sich ein Wärmedurchlasswiderstand zwischen der Sperrschicht der LED und der PC-Platte von mehr als 150 K/W. Bei einigen automativen Anwendungen wird ein Wärmedurchlasswiderstand in der Größenordnung von etwa 70 K/W erreicht. Diese hohen Wärmedurchlasswiderstände, die mit maximalen Temperaturen der Sperrschichten einhergehen, welche üblicherweise in einer Größenordnung etwas oberhalb von 120 Grad C liegen, begrenzen die bei Betrieb des Unterflurfeuers mögliche bzw. zulässige Stromdichte, woraus sich in entsprechender Weise eine Begrenzung der je Flächeneinheit der Sperrschicht erreichbaren Lichtabstrahlleistung der LED ergibt. Bei frei angeordneten Feuereinrichtungen, z.B. bei Verkehrsampeln od.dgl., wird diese Begrenzung der Abstrahlleistung je Flächeneinheit durch eine Erhöhung der für die Lichtabstrahlung eingesetzten Fläche und der Anzahl der lichtabstrahlenden Dioden kompensiert. Für Unterflurfeuer ist diese Vergrößerung der Lichtabstrahlfläche nicht praktikabel, da Unterflurfeuer in die Verkehrsfläche eingebettet sind und da die insgesamt zur Lichtabstrahlung zur Verfügung stehende Abstrahlfläche eines Unterflurfeuers durch den Überstand des Unterflurfeuers über die Oberfläche der Verkehrsfläche begrenzt ist, wobei dieser Überstand aufgrund einer Vielzahl von technisch und mechanisch bedingten Anforderungen an das Unterflurfeuer möglichst gering sein sollte.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Unterflurfeuer der eingangs geschilderten Gattung zu schaffen, bei dem die Lichtabstrahlleistung ohne Erhöhung der Lichtabstrahlfläche erhöht werden kann, ohne daß zulässige Sperrflächentemperaturen der Leuchtmittel überschritten oder die Lebensdauer der Leuchtmittel reduziert würde.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Unterflurfeuer der eingangs genannten Art die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 vorgesehen sind. Aufgrund dieser Ausgestaltung des Unterflurfeuers mit einer das Leuchtmittel mit dem Gehäusedeckel bzw. dem Gehäuse verbindenden Wärmeleitbrücke ist eine Optimierung der Lichtabgabeleistung durch Verwendung einer höhereren Stromdichte im Leuchtmittel möglich, da die anfallende thermische Energie durch die Schaffung eines Wärmeableitpfades mit einem niedrigen Wärmedurchlasswiderstand an die Verkehrsfläche abgebbar ist, so daß die Temperaturen an den Sperrschichten der Leuchtmittel im zulässigen Bereich bleiben und die Lebensdauer der Leuchtmittel nicht reduziert wird. Die Kapazität der Verkehrsfläche zur Aufnahme thermischer Energie ist praktisch unbegrenzt, wobei die Verkehrsfläche darüber hinaus eine sehr große Oberfläche zur Wärmeabstrahlung aufweist. Erfindungsgemäß wird die Verkehrsfläche quasi als Wärmesenke mit unbegrenzter Aufnahmekapazität verwendet, indem die Sperrschicht des Leuchtmittels über den geschilderten Wärmeabfuhrpfad mit niedrigem Wärmedurchlasswiderstand mit der Verkehrsfläche verbunden wird. Die Wärmeabfuhr vom Leuchtmittel mittels im Vergleich zu dem geschilderten Wärmeabfuhrpfad zur Verkehrsfläche wesentlich weniger effektiven Konvektion findet im Falle des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers nur noch in einer vernachlässigbaren Größenordnung statt.
- Aufgrund der im Falle der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Unterflurfeuers beherrschbaren elektrischen Stromdichten ist es besonders zweckmäßig, wenn als Leuchtmittel Leistungs-LED, auch Hochleistungs-LED genannt, eingesetzt werden. Mittels derartiger Leistungs-LED können ohne besondere weitere Maßnahmen unterschiedlichste an Unterflurfeuer gestellte Anforderungen erfüllt werden, wobei darüber hinaus lediglich eine vergleichsweise begrenzte Anzahl von Leistungs-LED erforderlich ist. Diese strahlen durch ein transparentes Abstrahlfenster ab, welches durch die im Gehäusedeckel vorhandene Lichtaustrittöffnung verwirklicht ist. Aufgrund der mittels Leistungs-LED realisierbaren hohen Abstrahlleistung der Flächeneinheit der Abstrahlfläche können die an Unterflurfeuer hinsichtlich der Abstrahlleistung gestellten Anforderungen erfüllt werden, ohne dass der Überstand des Unterflurfeuers über die Oberfläche der Verkehrsfläche mehr als 13 mm beträgt, wobei auch geringere Überstände möglich sind.
- Schon mit einer einzigen als Leuchtmittel vorgesehenen Leistungs-LED lassen sich die geforderten Lichtabstrahlleistungen in vielen Fällen realisieren. Zweckmäßigerweise sollten als Leuchtmittel maximal sechs Leistungs-LED je Lichtaustrittöffnung vorgesehen werden.
- Um die Lichtabgabe bzw. die Lichtabstrahlleistung des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers noch weiter zu optimieren ist es zweckmäßig, wenn der zumindest einen Leistungs-LED ein Kollimatorglied zugeordnet ist. Dieses Kollimatorglied kann eingesetzt werden, um die Lichtstrahlung direkt durch das Abstrahlfenster abzustrahlen; alternativ kann die Lichtabstrahlung mittels des Kollimatorgliedes nach einer vorhergehenden Reflexion auf einem Strahlungsform- oder -umlenkspiegel erfolgen. Durch den Einsatz von Kollimatoren, Linsen, Prismen, Diffraktoren und/oder Spiegeln kann die jeweils gewünschte Lichtstrahlungsverteilung erreicht werden.
- In konstruktiv-technisch wenig aufwendiger Weise läßt sich die Wärmeleitbrücke zwischen dem Leuchtmittel und dem Gehäusedeckel realisieren, wenn die zumindest eine Leistungs-LED mit ihrer Trägerplatte auf einer Basisplatte sitzt, die an zumindest einem mit der Unterseite des Gehäusedeckels verbundenen Deckelinnenteil angebracht ist und mit diesem die Wärmeleitbrücke zum Gehäusedeckel und damit zum Gehäuse ausbildet.
- Vorteilhaft wird die Wärmeleitbrücke durch die Basisplatte und zwei Deckelinnenteile gebildet, die beidseits der Trägerplatte angeordnet und mit der Unterseite des Gehäusedeckels verbunden sind.
- Die beiden Deckelinnenteile können an den Endabschnitten der Basisplatte angeordnet sein, wobei vorteilhaft jedes Deckelinnenteil einerseits flächig an der Basisplatte und andererseits flächig an der Unterseite des Gehäusedeckels anliegt.
- Um die Abfuhr der thermischen Energie von der zumindest einen Leistungs-LED zur Verkehrsfläche zu vereinfachen ist es zweckmäßig, wenn die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und basisplattenseitigen Anlageflächen sowie die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und deckelseitigen Anlageflächen metallisch glatt ausgebildet sind, so daß dort ein möglichst geringer Wärmedurchlasswiderstand vorliegt.
- Entsprechend sollten selbstverständlich auch die einander zugeordneten deckelseitigen und gehäuseseitigen Anlageflächen metallisch glatt ausgebildet sein.
- Als Werkstoff für die Basisplatte, auf der die Leistungs-LED mit ihrer Trägerplatte sitzt, für die Trägerplatte, und die Deckelinnenteile kommen Materialien mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, z.B. Metalle, insbesondere zur Anwendung.
- Mittels der vorstehend geschilderten Wärmeleitbrücke des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers läßt sich eine Überleitung der mittels der Leistungs-LED erzeugten thermischen Energie zur Verkehrsfläche, die als quasi unbegrenzte Wärmesenke dient, erreichen. Der gesamte Wärmedurchlasswiderstand von der Sperrschicht der Leistungs-LED zur Basisplatte beläuft sich auf maximal ca. 11 K/W; hierzu muß für den Wärmeabfuhrpfad von der Basisplatte bis zur Verkehrsfläche ein Wärmedurchlasswiderstand addiert werden, der unterhalb von 1,5 K/W liegt. Obwohl beim Einsatz von Leistungs-LED als Leuchtmittel die maximale Lichtabgabeleistung bei einem Strom von 350 bis 1000 mA erreicht wird, läßt sich die bei den daraus resultierenden Stromdichten erzeugte thermische Energie im Falle des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers ohne weiteres abführen.
- Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
- Es zeigen:
- FIGUR 1
- eine perspektivische Außenansicht eines erfindungsgemäßen Unterflurfeuers;
- FIGUR 2
- eine erste Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers;
- FIGUR 3
- eine zweite Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers;
- FIGUR 4
- eine perspektivische Darstellung der Unterseite eines Gehäusedeckels des in den FIGUREN 1 bis 3 gezeigten erfindungsgemäßen Unterflurfeuers;
- FIGUR 5
- eine Seitenansicht eines Leuchtmittels des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers;
- FIGUR 6
- eine Vorderansicht des in FIGUR 5 gezeigten Leuchtmittels;
- FIGUR 7
- eine perspektivische Darstellung des in den FIGUREN 5 und 6 gezeigten Leuchtmittels;
- FIGUR 8 bis FIGUR 10
- Prinzipdarstellungen weiterer erfindungsgemäßer Unterflurfeuer; und
- FIGUR 11
- die Kennlinie einer Leistungs-LED im Vergleich zu der einer üblichen 5-mm-LED.
- Zu einem anhand der FIGUREN 1 bis 4 gezeigten erfindungsgemäßen Unterflurfeuer 1 gehört ein Gehäuse 2, welches etwa zylindrisch ausgebildet und in eine Verkehrsfläche 3 eingebettet ist.
- Bei der Verkehrsfläche 3 kann es sich beispielsweise um eine Straße, um eine Flughafenroll-, -start- und -landebahn od.dgl. handeln. Das Unterflurfeuer 1 dient zu Signalisierungs- und/oder Markierungszwecken.
- An seiner Oberseite ist das Gehäuse 2 des Unterflurfeuers 1 mittels eines Gehäusedeckels 4 verschließbar, der lösbar, z.B. mittels Schraubverbindungen 5, mit dem Gehäuse 2 verbindbar ist. Der Gehäusedeckel 4 steht lediglich geringfügig, z.B. weniger als 13 mm, über die Verkehrsfläche vor. Das Gehäuse 2 ist entweder unmittelbar von dem die Verkehrsfläche 3 ausbildenden Werkstoff umgeben, oder aber zwischen dem Gehäuse 2 und dem die eigentliche Verkehrsfläche 3 ausbildenden Werkstoff sind thermisch leitende Baustoffe, wie epoxid- oder polyestergefüllte Mörtel, vorgesehen.
- Innerhalb des Gehäuses 2 ist als Leuchtmittel eine Leitungs-(Power)-LED 6 vorgesehen. Diese Leistungs-LED 6 hat bei einem Durchgangsstrom von ca. 700 bis 750 mA ihre maximale Lichtabgabeleistung, wie sich aus FIGUR 11 ergibt, die die Lichtabgabeleistung in Abhängigkeit von der Stromstärke für eine Leistungs-LED und für eine übliche 5-mm-LED zeigt.
- Die Leistungs-LED 6 sitzt auf einer Trägerplatte 7, die ihrerseits, wie am besten aus FIGUR 5 hervorgeht, durch geeignete Verbindungsmittel 8 mit einer Basisplatte 9 verbunden ist. Die Trägerplatte 7 der Leistungs-LED 6 und die Basisplatte 9 liegen flächig aneinander an. Der gesamte Wärmedurchlasswiderstand zwischen der Sperrschicht der Leistungs-LED 6 bis zur Basisplatte 9 beträgt ca. 11 K/W. Zum Vergleich sind FIGUR 11 die entsprechenden Werte einer üblichen 5-mm-LED entnehmbar, bei der sich ein Wärmedurchlasswiderstand von ca. 220 K/W ergibt.
- Der Leistungs-LED 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kollimatorglied 10 zugeordnet, mittels dem die Lichtabgabe der Leistungs-LED 6 optimierbar ist. Aus dem Kollimatorglied 10 gerät das von der Leistungs-LED 6 abgestrahlte Licht in eine Optikeinheit 11, welche das abgestrahlte Licht durch eine im Gehäusedeckel 4 vorgesehene Lichtaustrittöffnung 12 verläßt. Die Ausgestaltung des vom Unterflurfeuer 1 abgestrahlten Lichtstrahls hängt unter anderem davon ab, wie die Optikeinheit 11 ihrerseits ausgestaltet ist, wobei diese je nach gewünschter Art der Lichtabstrahlung entsprechend adaptierte Linsen, Prismen, Diffraktoren, Spiegel ud.dgl. aufweisen kann.
- Im Bereich seiner Strahlungsaustrittfläche ist das Kollimatorglied 10 mittels eines Linsenhalters 13 gehaltert, der seinerseits mittels geeigneter Verbindungsglieder 14 mit von der Basisplatte 9 beidseits der Trägerplatte 7 vorstehenden stark thermisch leitenden Abstandhaltern, zum Beispiel metallischen Mehrkanthülsen 15, verbunden ist.
- Auf der dem Kollimatorglied 10 abgewandten Seite des Linsenhalters 13 ist ein Shutter bzw. Verschluß 16 angeordnet. Die Ausgestaltung der Baugruppe aus Basisplatte 9, Trägerplatte 7, Leistungs-LED 6, Mehrkanthülsen 15, Kollimatorglied 10, Linsenhalter 13 und Shutter bzw. Verschluß 16 geht am besten aus den FIGUREN 5 bis 7 hervor.
- Die Basisplatte 9 ist, wie sich am besten aus FIGUR 4 ergibt, an ihren beiden seitlichen Endabschnitten an jeweils einem Deckelinnenteil 17, 18 angebracht. Die beiden Deckelinnenteile 17, 18 sind in gleicher Weise ausgebildet, so daß im folgenden lediglich das Deckelinnenteil 17 beschrieben wird.
- Das Deckelinnenteil 17 ist, wie sich am besten aus einer Zusammenschau der FIGUREN 2 bis 4 ergibt, flächig mit der Unterseite 19 des Gehäusedeckels 4 verbunden. Entsprechend liegt das Deckelinnenteil 17 flächig am Endabschnitt der Basisplatte 9 an. Die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und basisplattenseitigen Anlageflächen sowie die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und deckelseitigen Anlageflächen sind metallisch glatt ausgebildet, um einen ungestörten Wärmeübergang zwischen der Basisplatte 9 und dem Deckelinnenteil 17 bzw. dem Deckelinnenteil 17 und dem Gehäusedeckel 4 zu gewährleisten.
- In der vorstehend beschriebenen Weise bilden die Basisplatte 9 und das Deckelinnenteil 17 bzw. das Deckelinnenteil 18 eine Wärmeleitbrücke zwischen der Leistungs-LED bzw. deren Trägerplatte 7 und dem Gehäusedeckel 4.
- Der Gehäusedeckel 4 ist seinerseits über eine metallisch glatte deckelseitige Anlagefläche 20 mit einer ebenfalls metallisch glatten gehäuseseitigen Anlagefläche 21 verbunden, wobei hierdurch die Wärme aus dem Gehäusedeckel 4 über das Gehäuse 2 an die Verkehrsfläche bzw. den die Verkehrsfläche ausbildenden Werkstoff abgegeben wird.
- Sowohl die Trägerplatte 7 der Leistungs-LED 6 als auch die Basisplatte 9 und die beiden Deckelinnenteile 17, 18 sind aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten ausgebildet, so daß durch die mittels der Basisplatte 9 und den Deckelinnenteilen 17, 18 gebildete Wärmeleitbrücke zum Gehäusedeckel 4, den Gehäusedeckel 4 und das Gehäuse 2 ein Wärmeabfuhrpfad von der Leistungs-LED 6 bis zur Verkehrsfläche 3 geschaffen wird. Dieser Wärmeabfuhrpfad hat einen gesamten Wärmedurchlasswiderstand von ca. 1,5 K/W, wobei die Verkehrsfläche 3 eine quasi unendlich große Wärmesenke bildet.
- Bei dem vorstehend beschriebenen Unterflurfeuer 1 wird somit die Wärmeabfuhr vom Leuchtmittel bzw. von der Leistungs-LED 6 praktisch ohne Konvektion bewirkt, vielmehr wird mittels der Deckelinnenteile 17, 18 und der Basisplatte 9 eine Wärmeleitbrücke zum Gehäusedeckel 4 geschaffen, wodurch vergleichsweise große Wärmemengen über den Gehäusedeckel 4 und das Gehäuse 2 an die Verkehrsfläche 3 abgegeben werden können. Hierdurch sind Lichtabgabeleistungen der Leistungs-LED 6 und damit Abstrahlleistungen des Unterflurfeuers 1 möglich, die jedweden Anforderungen entsprechen und bei denen dennoch die durch den geringen Überstand des Gehäusedeckels 4 über die Oberseite der Verkehrsfläche 3 vorgegebenen Restriktionen hinsichtlich der Abmessung der Lichtaustrittsöffnung 12 ohne weiteres eingehalten werden können.
- Die FIGUREN 8 und 10 zeigen in Draufsicht weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäß mit Wärmeleitbrücken ausgestatteten Unterflurfeuern 1, wobei die Ausführungsform gemäß FIGUR 8 einen Gehäusedeckel 4 mit zwei symmetrisch zu einer Achse angeordneten Lichtaustrittöffnungen 12 aufweist, wohingegen die Ausführungsform gemäß FIGUR 10 einen Gehäusedeckel 4 mit zwei Lichtaustrittöffnungen 12 aufweist, deren Symme trieachsen einen Winkel einschließen.
- FIGUR 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines mit erfindungsgemäßen Wärmebrücken ausgebildeten Unterflurfeuers 1 mit zweimal vier Leistungs-LED.
Claims (7)
- Unterflurfeuer für Signalisierungs- und/oder Markierungszwecke, mit einem Gehäuse (2), das in eine Verkehrsfläche (3), z.B. eine Straße, Flughafenroll-, -start- und -landebahn od.dgl., einbettbar ist, einem Gehäusedeckel (4), mittels dem das in die Verkehrsfläche einbettbar Gehäuse (2) an seiner Oberseite schließbar ist und der zumindest eine Lichtaustrittöffnung (12) aufweist, und einem Leuchtmittel (6), das im Gehäuse (2) angeordnet und mittels dem Licht durch die Lichtaustrittöffnung (12) des Gehäusedeckels (4) abstrahlbar ist, wobei zwischen dem Leuchtmittel (6) und dem Gehäusedeckel (4) eine Wärmeleitbrücke ausgebildet ist, mittels der vom Leuchtmittel erzeugte thermische Energie zum Gehäusedeckel (4) leitbar ist, von dem aus die thermische Energie über das in der Verkehrsfläche (3) einbettbares Gehäuse (2) zur Verkehrsfläche (3) hin ableitbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (4) lösbar mit dem Gehäuse (2) verbindbar ist, dass als Leuchtmittel zumindest eine Leistungs-LED (6) vorgesehen ist, und dass die zumindest eine Leistungs-LED (6) mit ihrer Trägerplatte (7) auf einer Basisplatte (9) sitzt, die mittels zweier Deckelinnenteile (17, 18), die beidseits der Trägerplatte (7) angeordnet sind, mit der Unterseite des Gehäusedeckels (4) verbunden ist und mit diesen die Wärmeleitbrücke (9, 17, 18) zum Gehäusedeckel (4) ausbildet, wobei die beiden Deckelinnenteile (17, 18) an den Endabschnitten der Basisplatte (9) angeordnet sind und einerseits flächig an der Basisplatte (9) und andererseits flächig an der Unterseite des Gehäusedeckels (4) anliegen und wobei die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und basisplattenseitigen Anlageflächen sowie die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und deckelseitigen Anlageflächen metallisch glatt ausgebildet sind. - Unterflurfeuer nach Anspruch 1, bei dem als Leuchtmittel maximal sechs Leistungs-LED (6) je Lichtaustrittöffnung (12) vorgesehen sind.
- Unterflurfeuer nach Anspruch 2, bei dem der zumindest einen Leistungs-LED (6) ein Kollimatorglied (10) zugeordnet ist.
- Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die einander zugeordneten deckelseitigen (20) und gehäuseseitigen Anlageflächen (21) metallisch glatt ausgebildet sind.
- Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Basisplatte (9) aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, z.B. aus einem Metall, ausgebildet ist.
- Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Trägerplatte (7) der Leistungs-LED (6) aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, z.B. aus einem Metall, ausgebildet ist.
- Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das bzw. die Deckelinnenteile (17,18) aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten ausgebildet ist bzw. sind.
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