EP2102548B1 - Bauteil mit mindestens einem leuchtmittel - Google Patents

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EP2102548B1
EP2102548B1 EP07857585.9A EP07857585A EP2102548B1 EP 2102548 B1 EP2102548 B1 EP 2102548B1 EP 07857585 A EP07857585 A EP 07857585A EP 2102548 B1 EP2102548 B1 EP 2102548B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
light
based material
cover layer
wood based
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07857585.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2102548A1 (de
Inventor
Martin Steinwender
Christian Bartenbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fritz Egger GmbH and Co OG
Original Assignee
Fritz Egger GmbH and Co OG
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Filing date
Publication date
Application filed by Fritz Egger GmbH and Co OG filed Critical Fritz Egger GmbH and Co OG
Priority to PL07857585T priority Critical patent/PL2102548T3/pl
Publication of EP2102548A1 publication Critical patent/EP2102548A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2102548B1 publication Critical patent/EP2102548B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21S8/026—Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters intended to be recessed in a ceiling or like overhead structure, e.g. suspended ceiling
    • 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
    • F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
    • F21V33/0004—Personal or domestic articles
    • F21V33/0012—Furniture
    • 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
    • F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
    • F21V33/006—General building constructions or finishing work for buildings, e.g. roofs, gutters, stairs or floors; Garden equipment; Sunshades or parasols
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47B—TABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B2220/00—General furniture construction, e.g. fittings
    • A47B2220/0075—Lighting
    • A47B2220/0077—Lighting for furniture, e.g. cupboards and racks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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 present invention relates to a component with at least one light source.
  • the component according to the invention forms a side wall or a shelf of a cabinet and in this way a light source does not have to be retrofitted in a complicated manner.
  • the component according to the invention and the luminous means arranged in the interior form a prefabricated assembly unit which can be used as a wall, ceiling or floor element, for example of furniture or in house construction.
  • a particular embodiment is the combination of particularly lightweight or acoustically equipped plate products, such as lightweight panels or acoustic panels, with bulbs.
  • LED bulbs As a lamp, in principle all possible according to the prior art can be used. However, bulbs which have a low overall height and / or whose light can be focused well and / or which have a low heat development and / or which have a high luminous efficacy have proved to be advantageous exhibit. These properties meet, for example, LED bulbs to a great extent. Another advantage of the LED technology lies in the fact that they can be influenced by appropriate controls in their color temperature. This makes it possible in a simple manner to influence the required lighting conditions as needed.
  • the components according to the invention can be used as wall, ceiling or floor elements. The integration in furniture (shelves, integration in cabinet walls for interior lighting) or in structural components is conceivable. It is particularly advantageous that the preferably bearing component can also take over the function of lighting.
  • a particular advantage of the component is the possibility of using wood-based materials as a component plate.
  • Wood materials are generally thermally only slightly resistant, which complicates the installation of halogen lamps in furniture.
  • multilayer boards preferably three-layer boards, are also used as wood-based materials.
  • Lightweight panels consist of cover layers of conventional wood materials and a middle layer, which has a significantly lower density than the cover layers, such as cardboard honeycomb, foamed middle layers (eg polyurethane foam, styrene foam, biofoams, lightweight panels of lignocellulosic material).
  • a middle layer which has a significantly lower density than the cover layers, such as cardboard honeycomb, foamed middle layers (eg polyurethane foam, styrene foam, biofoams, lightweight panels of lignocellulosic material).
  • Another possibility, which is not part of the invention, would be a lightweight board consisting of an integral plate, which has a significantly reduced density in the middle, which for Plate outside increases.
  • a lightweight board has a density which is in particular less than 450 kg / m 3 , preferably less than 350 kg / m 3 .
  • the density of the wood material of the component, in particular the cover layer increases towards the outside, thereby high stability of the openings through which the light comes out of the component to the outside, to ensure. This is particularly important in the case when the opening has no exclusively perpendicular to the component or cover layer plane extending inner surfaces, but the inner surfaces, for example, have a stepped and / or beveled course.
  • the wooden material has only a relatively small thickness in the region of the narrowest cross section of the opening, which is why it must be prevented at this point that there are cracks or breaks in the region of the edge of the opening.
  • the density should thus be in the near-surface zones, for example, at least 750 kg / m 3 , in particular at least 780 kg / m 3 , preferably at least 800 kg / m 3 .
  • the openings described above can be both holes and slots.
  • fields with a plurality of symmetrically arranged openings are conceivable, in particular with a plurality of juxtaposed rows of openings.
  • fields with several juxtaposed slots are conceivable.
  • Combinations of slit-shaped and circular openings may also be provided.
  • Optimal illumination results, for example, especially when using LEDs, with an arrangement of several points of light squared, that is For example, five rows each with five openings for a field with 25 LEDs.
  • only individual rows of openings or LEDs are conceivable.
  • multiple fields of openings or LEDs, preferably in a symmetrical arrangement be provided on the component.
  • the openings may have different cross sections and, in particular, be circular in the form of bores or slot-shaped.
  • suitable arrangement of the light-emitting element relative to the opening it is also possible to achieve a symmetrical or asymmetrical light emission.
  • the light-emitting element does not necessarily coaxial with the opening, but may also be arranged offset to it.
  • a bundling of the light beam is thus possible in such a way that it respectively exits through an opening with a diameter or cross section of less than one to a few millimeters (for example 0.05-10, in particular 1-8 mm, preferably 3-6 mm).
  • the luminous means according to an embodiment of the component according to the invention is set back far in comparison to the opening cross-section with respect to the outer surface of the component, in particular the cover layer, this is hardly directly visible to a viewer. This can prevent that the actual light source disturbs the viewer by direct light. A very homogeneous and seemingly diffuse lighting impression is thus achievable.
  • the opening diameter at the location of the narrowest cross section or on the outside of the component also influences the illumination impression. Is that for example arranged light-emitting element by design relatively close to the respective opening, so the opening cross-section is to be chosen as small as possible, so as not to disturb the viewer by direct light. Thus, the distance between the light-emitting element and the opening also plays a role in the generation of a specific lighting impression.
  • the distance between the light-emitting element of the luminous means, in particular the LED, and the cover layer, which is provided with the light exit openings more than 10%, in particular more than 20%, preferably more than 50%, the thickness of the component is.
  • the cross-section of the openings can be made very small.
  • an LED with a reflector and a lens be designed so that the light rays from the light-emitting element emerge so that they come together again at a focal point before they then very diversified enter the room. If the light-emitting element is arranged so that the focal point lies exactly in the region of the light exit opening in the component, it is sufficient to provide only a very small opening cross-section. In this way, a simple dazzling freedom can be achieved with simple means.
  • this may have a symmetrical shape, whereby a uniform illumination of a surface is perpendicular to the light beam.
  • an asymmetrical bundling is also possible, which allows a deflection of the exiting light.
  • An LED illuminant requires electrical equipment to control the intensity and power of the LED. This can be installed centrally, for example, and supplies various components, which in turn have several LED bulbs. However, the integration of the electrical equipment has proven to be advantageous for the application and assembly. As a result, several components such as conventional "lights" can be wired and interconnected.
  • the cover layers are perforated for this, which allows the penetration of sound into the plate interior. Sound-reflecting and sound-absorbing elements in the Plate interior leads to sound absorption and can not escape the incoming sound.
  • the perforation can have holes of one or more millimeters (for example 1-2 mm). But there are also conceivable products whose hole diameter is less than 1 millimeter.
  • the expert also calls such panels acoustic panels or panels.
  • a particular embodiment of the present invention represents the combination of sonic and lighting properties of a panel such that perforations of the acoustic panel are also used for penetrating light beams.
  • certain bores of the acoustic panel are provided with light-emitting elements in a dependent of the required illumination intensity grid or light-emitting elements are arranged behind the openings.
  • the appropriate light emitting element e.g., LED
  • the required aperture radius can be made nearly identical to the diameter of the perforation.
  • optical disadvantages can be avoided by disturbing uneven drilling diameter.
  • the wood-based material is preferably designed such that it has a very high homogeneity and density in the area of the near-surface zones. This allows the formation of precise recesses.
  • chipboard as a wood material in the near-surface zones at least 50%, in particular at least 75%, preferably at least 95% of the particles have a maximum diameter of 0.5 mm.
  • a further improved precision in the formation of the openings can be achieved according to a further embodiment, when the wood material is provided with a resin-containing coating.
  • a resin-containing coating This has a much higher density than a wood material and can be machined very precisely with tools of high quality.
  • the coating may have a thickness of at least 0.05 mm, in particular at least 0.15 mm, preferably at least 0.25 mm.
  • the known urea, melamine and phenolic resins and mixtures thereof are used.
  • a blackening can be carried out here.
  • a mass-colored wood material For this purpose, numerous possibilities are known in the art. For example, to the chips or fibers in addition to the binder and a dye, here to achieve a blackening and graphite, are added.
  • the wood material has an increased heat resistance - even if this problem in the preferred LEDs occur to a negligible extent. Measures to achieve such are well known in the art.
  • For lightweight panels for example, such can be achieved by employing temperature resistant center sheet materials, such as specialty cardboard honeycombs, and by selecting a temperature resistant adhesive for bonding between center and top sheets. There are therefore preferably used such wood materials or lightweight panels, which have a temperature resistance of at least 75 ° C, in particular at least 100 ° C, preferably at least 115 ° C.
  • honeycomb panel In a lightweight board with a total thickness of 19 mm consisting of double-sided cover layers (chipboard with 4 mm thickness) and a cardboard honeycomb core as light bulbs several light-emitting elements are integrated.
  • the honeycomb panel is encased on all sides and is superficially designed and decorative on the edges. In addition, this has on the back of locking devices that allow installation as a ceiling light element integrated into a single elements existing coffered ceiling.
  • the element has a square shape and has 16 light-emitting elements in four rows of four elements integrated.
  • the lighting elements are preassembled on a support plate on which all electrical devices for operating the light source are located.
  • the pre-assembled carrier plate has devices for attachment in the honeycomb plate.
  • the honeycomb panel is prepared with holes that serve the exit of the light beam, and with grooves for receiving the carrier plate. Now, in a simple assembly step, the support plate can be inserted into the prepared honeycomb panel and used as a cassette ceiling sub-element, which also performs a lighting function.
  • An acoustic panel has perforations on at least one outside in a grid.
  • Light-emitting elements as described in Example 1 are now integrated into the acoustic panel so that the light exit opening of the 16 light-emitting elements arranged in a grid coincide with perforations of the acoustic panel.
  • the illuminant is integrated in the plate so that it can almost not be perceived.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show a component 1, here a lightweight board 2, with a first cover layer 1a, a second cover layer 1b and a honeycomb-shaped, lightweight middle layer 1c with integrated light source 4.
  • the light source 4 is connected via a carrier 7 with the cover layer 1a.
  • the light-emitting means 4 has a plurality of LEDs 5 which radiate through associated circular openings 6 in the cover layer 1b to the outside.
  • the embodiments according to the FIGS. 1a ) to d) differ in the design of the openings 6, in particular in the course of the inner surfaces 6a of the openings 6.
  • the inner surfaces 6a of the openings 6 in the embodiment according to Fig. 1a ) are straight and extend perpendicular to the plane of the lightweight panel 2 and the lower cover layer 1b.
  • FIG. 1b it is also conceivable, as in the case of Fig. 1b ) provide a stepped course of the inner surfaces 6a.
  • the upper part of the inner surface 6a is set back relative to the lower part.
  • Such an embodiment of an opening 6 can be achieved, for example, by first providing a blind hole of a relatively large diameter on the side of the lower cover layer 1b facing the LED 5, into which opening a continuous bore of a smaller diameter is then introduced.
  • the described opening 6 can also be produced with a correspondingly shaped stepped drill.
  • a graduated course of the inner surfaces 6a has the advantage that, in particular in conjunction with a bundling of the emitted Light rays in a focal point relatively small opening cross-sections can be realized.
  • an oblique course of the inner surfaces 6a As small opening cross sections as possible can also be achieved by an oblique course of the inner surfaces 6a, as he, for example, in the embodiment of Fig. 1c ) is shown.
  • an oblique course is meant a course at an angle to the longitudinal plane of the lightweight board 2 and the lower cover layer 1b.
  • Such a course can be generated for example by a conical milling tool.
  • the upper part of the inner surface 6a is recessed from the lower part and is formed, for example, by first providing a blind bore of a relatively large diameter in the lower cover layer 1b is provided.
  • the lower part of the inner surface 6a projects in a plane parallel to the longitudinal plane of the lightweight panels 2 and cover layer 1b in the direction of the center of the opening 6, followed by a bevelled portion, in which the inner surface 6a so angular to the longitudinal plane of the lightweight panel 2 and Cover layer 1b runs.
  • the chamfered portion can be produced in the present case, for example, by a conical milling tool.
  • This opening 6 can alternatively be produced with a correspondingly shaped step drill.
  • FIG. 1 shows a top view of the component 1 in the form of a lightweight board 2 with a field of four rows of LEDs 5 and openings 6 arranged next to one another and offset from one another. It is of course also conceivable to arrange a plurality of such fields in one and the same component 1.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil mit mindestens einem Leuchtmittel.
  • Im Stand der Technik gibt es eine Vielzahl von Bauteilen mit integrierten Leuchtmitteln, die nachträglich beispielsweise in eine Wand, eine Decke oder einen Boden eingesetzt werden können. Ein solches Bauteil ist beispielsweise in GB2242455A beschrieben. Um die Aufnahme des Bauteils, bei dem es sich beispielsweise um einen Metallrahmen handelt, in der Wand, der Decke oder dem Boden zu ermöglichen, muss zuvor eine entsprechende Aussparung darin vorgesehen werden, was die Montage des Leuchtmittels relativ aufwendig gestaltet.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil mit mindestens einem Leuchtmittel bereitzustellen, das eine vereinfachte Montage des Leuchtmittels gewährleistet.
  • Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird bei einem Bauteil gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Als Hölzwerkstoff werden im Sinne der vorliegenden Erfindung alle jene Materialien verstanden, die das Naturprodukt Holz zur Basis haben, jedoch zerkleinert und unter Beigabe von weiteren Hilfs- und Verbindungsstoffen verarbeitet sind. Das sind demzufolge unter anderem Spanplatten, Faserplatten, beispielsweise MDF- oder HDF-Platteh, und OSB-Platten sowie aus vorgenannten veredelte Produkte, wie Leichtbauplatten, Verbund-Waben-Platten, Platten mit Kunststoff- oder Melaminharzbeschichtung. Nicht unter den Begriff Holzwerkstoff fallen Massivholz, wie Bretter und Bohlen, oder Furniere.
  • Durch Verwendung eines Holzwerkstoffs wird ermöglicht, dass das erfindungsgemäße Bauteil nicht in aufwendiger Weise in eine bestehende Wand, eine bestehende Decke oder einen bestehenden Boden eingebaut werden muss, da es bereits selbst besagte Wand, besagte Decke oder besagten Boden zumindest teilweise von vorne herein bildet.
  • So ist es denkbar, dass das erfindungsgemäße Bauteil eine Seitenwand oder einen Einlegeboden eines Schrankes bildet und auf diese Weise ein Leuchtmittel nicht mehr nachträglich auf aufwendige Weise montiert werden muss. Mit anderen Worten bilden das erfindungsgemäße Bauteil und das im Innern angeordnete Leuchtmittel eine werkseitig vorgefertigte Montageeinheit, die als Wand-, Decken- oder Bodenelement, beispielsweise von Möbeln oder auch im Hausbau, verwendet werden kann.
  • Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bauteils sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Eine besondere Ausführungsform ist die Kombination von besonders leichten bzw. schalltechnisch ausgerüsteten Plattenprodukten, beispielsweise Leichtbauplatten bzw. Akustikpaneelen, mit Leuchtmitteln.
  • Als Leuchtmittel können grundsätzlich alle nach dem Stand der Technik möglichen eingesetzt werden. Als vorteilhaft haben sich allerdings solche Leuchtmittel herausgestellt, die über eine geringe Bauhöhe verfügen und/oder deren Licht gut fokussierbar ist und/oder die über eine geringe Wärmeentwicklung verfügen und/oder die eine hohe Lichtausbeute aufweisen. Diese Eigenschaften erfüllen beispielsweise LED-Leuchtmittel in hohem Maße. Ein weiterer Vorteil der LED-Technologie liegt in dem Umstand, dass diese über entsprechende Steuerungen in ihrer Farbtemperatur beeinflusst werden können. Damit ist es in einfacher Weise möglich, je nach Bedarf Einfluss auf die benötigten Lichtverhältnisse zu nehmen.
    Die erfindungsgemäßen Bauteile können als Wand, Decken oder Bodenelemente Verwendung finden. Auch die Integration in Möbeln (Einlegeböden, Integration in Schrankwänden zur Innenraumbeleuchtung) oder in konstruktiven Bauelementen ist vorstellbar. Von besonderem Vorteil ist, dass das vorzugsweise tragende Bauteil so auch die Funktion der Beleuchtung übernehmen kann.
    Einen besonderen Vorteil des Bauteils stellt die Möglichkeit der Verwendung von Holzwerkstoffen als Bauteilplatte dar. Hölzwerkstoffe sind in der Regel thermisch nur wenig beständig, was den Einbau von Halogenleuchtmittel in Möbeln erschwert. Als Holzwerkstoffe kommen insbesondere auch mehrschichtige Platten, vorzugsweise Dreischichtplatten, zur Anwendung.
  • Erfindungsgemäß werden die Leuchtmitteln in Kombination mit Leichtbauplatten angewendet. Leichtbauplatten bestehen aus Decklagen üblicher Holzwerkstoffe und einer Mittellage, die eine deutlich geringere Dichte aufweist als die Decklagen, wie z.B. Kartonwaben, geschäumte Mittellagen (z.B. Polyurethanschaum, Styrolschaum, Bioschäume, Leichtplatten aus lignozellulosem Material). Eine weitere Möglichkeit, die nicht Teil der Erfindung ist, wäre eine Leichtbauplatte bestehend aus einer integralen Platte, die eine deutlich verminderte Dichte in der Mitte aufweist, welche zur Plattenaußenseite hin zunimmt. Eine Leichtbauplatte verfügt über eine Dichte, die insbesondere unter 450 kg/m3, bevorzugt unter 350 kg/m3, liegt.
  • Unabhängig davon, ob es sich bei dem Bauteil um eine Leichtbauplatte handelt oder nicht, ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer Ausführungsform die Dichte des Holzwerkstoffs des Bauteils, insbesondere der Decklage, nach außen hin zunimmt, um dadurch eine hohe Stabilität der Öffnungen, durch die das Licht aus dem Bauteil nach außen tritt, zu gewährleisten. Dies ist insbesondere für den Fall von Bedeutung, wenn die Öffnung keine ausschließlich senkrecht zur Bauteil- bzw. Decklagenebene verlaufenden Innenflächen aufweist, sondern die Innenflächen beispielsweise einen abgestuften und/oder abgeschrägten Verlauf haben. Bei einem abgestuften und/oder abgeschrägten Verlauf hat der Holzwerkstoff nämlich im Bereich des engsten Querschnitts der Öffnung nur eine relativ geringe Stärke, weshalb an dieser Stelle verhindert werden muss, dass es zu Rissen oder Brüchen im Bereich des Randes der Öffnung kommt. Die Dichte sollte also in den oberflächennahen Zonen beispielsweise mindestens 750 kg/m3, insbesondere mindestens 780 kg/m3, vorzugsweise mindestens 800 kg/m3 betragen.
  • Bei den zuvor beschriebenen Öffnungen, kann es sich sowohl um Bohrungen als auch um Schlitze handeln. So sind beispielsweise Felder mit einer Vielzahl von symmetrisch angeordneten Öffnungen denkbar, insbesondere mit mehreren nebeneinander angeordneten Reihen von Öffnungen. Auch sind Felder mit mehreren nebeneinander angeordneten Schlitzen denkbar. Auch Kombinationen von schlitzförmigen und kreisförmigen Öffnungen können vorgesehen sein. Eine optimale Ausleuchtung ergibt sich beispielsweise, insbesondere bei der Verwendung von LEDs, bei einer Anordnung von mehreren Lichtpunkten im Quadrat, also beispielsweise fünf Reihen mit jeweils fünf Öffnungen für ein Feld mit 25 LEDs. Selbstverständlich sind auch nur einzelne Reihen von Öffnungen bzw. LEDs denkbar. Auch können mehrere Felder von Öffnungen bzw. LEDs, vorzugsweise in symmetrischer Anordnung, am Bauteil vorgesehen sein.
  • Wie erwähnt können die Öffnungen unterschiedliche Querschnitte haben und insbesondere kreisförmig in Form von Bohrungen oder schlitzförmig ausgebildet sein. Durch geeignete Anordnung des lichtaussendenden Elements relativ zur Öffnung ist es auch möglich, einen symmetrischen oder unsymmetrischen Lichtaustritt zu erzielen. Mit anderen Worten muss das lichtaussendende Element nicht zwingend koaxial zur Öffnung, sondern kann auch versetzt dazu angeordnet sein.
  • Die Fokussierbarkeit in Verbindung mit einer geringen Baugröße vereint die LED besonders vorteilhaft. Eine Bündelung des Lichtstrahls ist somit dergestalt möglich, dass dieser jeweils durch eine Öffnung mit einem Durchmesser bzw. Querschnitt von weniger als einem bis wenigen Millimetern (z.B. 0,05-10, insbesondere 1-8 mm, vorzugsweise 3-6 mm) austritt.
  • Dadurch, dass das Leuchtmittel gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauteils im Vergleich zum Öffnungsquerschnitt gegenüber der äußeren Oberfläche des Bauteils, insbesondere der Decklage, weit zurückgesetzt ist, ist dieses von einem Betrachter kaum direkt sichtbar. Dadurch kann verhindert werden, dass das eigentliche Leuchtmittel den Betrachter durch direktes Licht stört. Ein sehr homogener und scheinbar diffuser Beleuchtungseindruck ist somit erreichbar. Auch der Öffnungsdurchmesser an der Stelle des engsten Querschnitts bzw. an der Außenseite des Bauteils beeinflusst den Beleuchtungseindruck. Ist beispielsweise das lichtaussendende Element konstruktionsbedingt relativ nah an der jeweiligen Öffnung angeordnet, so ist der Öffnungsquerschnitt möglichst klein zu wählen, um den Betrachter nicht durch direktes Licht zu stören. Somit spielt also auch der Abstand zwischen dem lichtaussendenden Element und der Öffnung eine Rolle bei der Erzeugung eines bestimmten Beleuchtungseindrucks.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem lichtaussendenden Element des Leuchtmittels, insbesondere der LED, und der Decklage, die mit den Lichtaustrittsöffnungen versehen ist, mehr als 10%, insbesondere mehr als 20%, vorzugsweise mehr als 50%, der Dicke des Bauteils beträgt. Wie zuvor ausgeführt, kann der Querschnitt der Öffnungen sehr klein gewählt werden. Beispielsweise kann als lichtaussendendes Element eine LED mit einem Reflektor und einer Linse so ausgelegt sein, dass die Lichtstrahlen aus dem lichtaussendenden Element so austreten, dass sie in einem Brennpunkt nochmals zusammenkommen, bevor sie dann sehr breit gefächert in den Raum treten. Wird das lichtaussendende Element so angeordnet, dass der Brennpunkt genau im Bereich der Lichtaustrittsöffnung im Bauteil liegt, genügt es damit, nur einen sehr geringen Öffnungsquerschnitt vorzusehen. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln eine weitgehende Blendungsfreiheit erreicht werden.
  • Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, den Lichtstrahl zu bündeln bzw. zu lenken. Zum einen kann dieser eine symmetrische Form aufweisen, wodurch eine gleichmäßige Ausleuchtung einer Fläche senkrecht zum Lichtstrahl gegeben ist. Eine asymmetrische Bündelung ist aber ebenfalls möglich, womit eine Ablenkung des austretenden Lichtes ermöglicht wird.
  • Dadurch lassen sich beim Einsatz als Deckenleuchte beispielsweise erhöhte Lichtstärken bei den auszuleuchtenden Flächen erzeugen bzw. das austretende Licht zur Raummitte hin ablenken bei einer randseitig eingesetzten Deckenleuchte oder auch umgekehrt.
  • Ein LED-Leuchtmittel benötigt elektrische Einrichtungen zur Regelung der Lichtstärke und zur Stromversorgung der LED. Diese kann beispielsweise zentral installiert sein und versorgt verschiedene Bauteile, die in sich wieder mehrere LED-Leuchtmittel aufweisen. Als vorteilhaft für die Anwendung und Montage hat sich aber die Integration der elektrischen Einrichtungen herausgestellt. Dadurch können mehrere Bauteile wie übliche "Leuchten" verdrahtet und verschalten werden.
  • Für das Errichten von Deckensystemen werden vorzugsweise einzelne Deckenelemente eingesetzt, die in vorbereitete Halterungen eingebracht werden können. Leuchtmittel werden entweder nachträglich installiert oder in einzelne Deckenelemente eingebaut. Solcher Art eingesetzte Beleuchtungen sind für den Betrachter aber zumeist störend, da er in einem hohen Ausmaß direkten Blick zum Leuchtmittel hat. Auch beim Einsatz von Reflektoren kann diese störende Eigenschaft nur ungenügend gelöst werden. Spiegelungen und ungleiche Ausleuchtung sind die Folgen. Beim Einsatz von den erfindungsgemäßen Bauteilen mit Leuchtmitteln in einigen der Deckenelemente kann dieser störende Effekt verhindert werden.
  • Die akustische Ausrüstung von Räumen und Möbeln ist mit Holzwerkstoffplatten sehr einfach möglich. Nach dem Stand der Technik werden dafür die Deckschichten perforiert, wodurch das Eindringen von Schall in das Platteninnere ermöglicht wird. Schall reflektierende und schallschluckende Elemente im Platteninneren führen zur Schallabsorption und lassen den eintretenden Schall nicht mehr austreten.
  • Die Perforierung kann Bohrungen von einem oder mehreren Millimetern (beispielsweise 1-2 mm) aufweisen. Es sind aber auch Produkte denkbar, deren Lochdurchmesser weniger als 1 Millimeter beträgt. Solche Platten nennt der Fachmann auch Akustikplatten oder -paneele.
  • Eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt die Verbindung von schalltechnischen und beleuchtenden Eigenschaften einer Platte dergestalt dar, dass Perforierungen der Akustikplatte auch für das Durchdringen von Lichtstrahlen verwendet werden. Dazu werden in einem von der erforderlichen Beleuchtungsstärke abhängigen Raster bestimmte Bohrungen der Akustikplatte mit lichtaussendenden Elementen versehen bzw. lichtaussendende Elemente werden hinter den Öffnungen angeordnet. Durch die Wahl des geeigneten lichtaussendenen Elements (z.B. LED) kann der erforderliche Öffnungsradius nahezu identisch mit dem Durchmesser der Perforierung gestaltet werden. So können optische Nachteile durch störende ungleiche Böhrdurchmesser vermieden werden.
  • Schließlich soll noch auf weitere bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der Ausbildung des Holzwerkstoffes eingegangen werden.
  • Der Holzwerkstoff ist wie bereits angedeutet vorzugsweise so ausgebildet, dass er im Bereich der oberflächennahen Zonen eine sehr hohe Homogenität und Dichte aufweist. Damit wird das Ausformen präziser Ausnehmungen ermöglicht. Um die geforderte Homogenität zu erreichen, können bei Verwendung von Spanplatten als Holzwerkstoff in den oberflächennahen Zonen mindestens 50%, insbesondere mindestens 75%, vorzugsweise mindestens 95% der Partikel einen maximalen Durchmesser von 0,5 mm aufweisen.
  • Eine weiterhin verbesserte Präzision in der Ausbildung der Öffnungen lässt sich gemäß einer weiteren Ausführungsform erzielen, wenn der Holzwerkstoff mit einer Kunstharz enthaltenden Beschichtung versehen ist. Diese weist eine noch weit höhere Dichte als ein Holzwerkstoff auf und kann mit Werkzeugen entsprechend hoher Güte sehr präzise bearbeitet werden. Bevorzugt kommen als Beschichtung Imprägnate, die direkt mit der Holzwerkstoffplatte verpresst sind, oder Schichtstoffe, welche in einem separaten Arbeitsschritt mit dem Holzwerkstoff verklebt werden, als Beschichtung in Frage. Die Beschichtung kann eine Dicke von mindestens 0,05 mm, insbesondere mindestens 0,15 mm, vorzugsweise mindestens 0,25 mm aufweisen. Es werden insbesondere die bekannten Harnstoff-, Melamin- sowie Phenolharze und Mischungen daraus eingesetzt.
  • Um im Bereich des Lichtdurchtritts störende Reflexionen zu vermeiden, kann hier eine Schwärzung vorgenommen werden. Um einen separaten Arbeitsschritt zu vermeiden kann es vorteilhaft sein, einen massegefärbten Holzwerkstoff einzusetzen. Dazu sind zahlreiche Möglichkeiten im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann zu den Spänen oder Fasern neben dem Bindemittel auch ein Farbstoff, hier zur Erzielung einer Schwärzung auch Grafit, beigegeben werden.
  • Um Probleme, welche sich für das Bauteil aufgrund der bei jeder Lichtquelle auftretenden Erwärmung ergeben können, dauerhaft zu vermeiden, ist es bevorzugt, dass der Holzwerkstoff eine erhöhte Wärmestandfestigkeit aufweist - auch wenn diese Problematik bei den bevorzugt eingesetzten LEDs in kaum nennenswertem Ausmaß auftritt. Maßnahmen zur Erreichung einer solchen sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. Bei Leichtbauplatten beispielsweise kann eine solche erreicht werden durch Einsatz von temperaturbeständigen Mittellagenmaterialien wie etwa Spezialkartonwaben, und durch Auswahl eines temperaturbeständigen Klebemittels für den Verbund zwischen Mittel- und Decklagen. Es werden also bevorzugt solche Holzwerkstoffe oder Leichtbauplatten eingesetzt, die eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 75°C, insbesondere mindestens 100°C, vorzugsweise mindestens 115°C aufweisen.
    • Beispiel 1: Integration einer LED in einer Leichtbauwabenplatte.
  • In eine Leichtbauplatte mit einer Gesamtstärke von 19 mm bestehend aus beidseitigen Decklagen (Spanplatte mit 4 mm Stärke) und einem Kartonwabenkern sind als Leuchtmittel mehrere lichtaussendende Elemente integriert. Die Wabenplatte ist allseitig ummantelt und ist oberflächlich und an den Kanten dekorativ gestaltet. Zudem weist diese auf der Rückseite Verriegelungsvorrichtungen auf, die eine Montage als Deckenleuchtelement integriert in eine aus einzelnen Elementen bestehende Kassettendecke ermöglichen.
  • Das Element verfügt über eine quadratische Form und hat 16 lichtaussendende Elemente in vier Reihen zu je vier Elementen integriert. Die Leuchtelemente sind auf einer Trägerplatte vormontiert, auf welcher sich auch alle elektrischen Einrichtungen zum Betrieb des Leuchtmittels befinden.
  • Die vormontierte Trägerplatte weist Vorrichtungen zur Befestigung in der Wabenplatte auf.
  • Die Wabenplatte wird mit Bohrungen, die dem Austritt des Lichtstrahles dienen, und mit Fräsungen zur Aufnahme der Trägerplatte vorbereitet. Nun kann in einem einfachen Montageschritt die Trägerplatte in die vorbereitete Wabenplatte eingesetzt werden und als Kassettendeckenteilelement, das zugleich eine Beleuchtungsfunktion ausübt, verwendet werden.
    • Beispiel 2: Integration einer LED in einer Akustikplatte
  • Eine Akustikplatte weist Perforierungen an zumindest einer Außenseite in einem Raster auf. Lichtaussendende Elemente wie in Beispiel 1 beschrieben werden nun so in die Akustikplatte integriert, dass die Lichtaustrittsöffnung der 16 in einem Raster angeordneten lichtaussendenden Elemente mit Perforierungen der Akustikplatte übereinstimmen. Somit ist das Leuchtmittel derart in der Platte integriert, dass es nahezu nicht wahrgenommen werden kann.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Bauteil auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1a) bis d)
    eine Schnittansicht von Ausführungsbeispielen eines Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung und
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf das Bauteil aus den Fig. 1a) bis d).
  • Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Bauteil 1, hier eine Leichtbauplatte 2, mit einer ersten Decklage 1a, einer zweiten Decklage 1b und einer wabenförmigen, leichten Mittellage 1c mit integriertem Leuchtmittel 4. Das Leuchtmittel 4 ist über einen Träger 7 mit der Decklage 1a verbunden. Das Leuchtmittel 4 weist mehrere LEDs 5 auf, die durch zugeordnete kreisförmige Öffnungen 6 in der Decklage 1b nach außen strahlen. Zur Verstärkung weist die Leichtbauplatte Riegel 3 auf.
  • Die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1a) bis d) unterscheiden sich in der Ausbildung der Öffnungen 6, insbesondere im Verlauf der Innenflächen 6a der Öffnungen 6. So sind die Innenflächen 6a der Öffnungen 6 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a) gerade ausgebildet und verlaufen senkrecht zur Ebene der Leichtbauplatte 2 bzw. der unteren Decklage 1b.
  • Es ist aber auch denkbar, wie im Falle der Fig. 1b) einen abgestuften Verlauf der Innenflächen 6a vorzusehen. Dabei ist der obere Teil der Innenfläche 6a gegenüber dem unteren Teil zurückgesetzt. Eine solche Ausgestaltung einer Öffnung 6 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zunächst ein Sackloch eines relativ großen Durchmessers auf die zur LED 5 gewandten Seite der unteren Decklage 1b vorgesehen wird, in welches anschließend eine durchgehende Bohrung eines kleineren Durchmessers eingebracht wird. Besonders vorteilhaft kann die beschriebene Öffnung 6 aber auch mit einem entsprechend geformten Stufenbohrer hergestellt werden. Ein abgestufter Verlauf der Innenflächen 6a hat den Vorteil, dass insbesondere in Verbindung mit einer Bündelung der ausgesandten Lichtstrahlen in einem Brennpunkt relativ kleine Öffnungsquerschnitte realisiert werden können.
  • Möglichst kleine Öffnungsquerschnitte können aber auch durch einen schrägen Verlauf der Innenflächen 6a erreicht werden, wie er beispielsweise im Ausführungsbeispiel von Fig. 1c) dargestellt ist. Mit einem schrägen Verlauf ist ein Verlauf winkelig zur Längsebene der Leichtbauplatte 2 bzw. der unteren Decklage 1b gemeint. Ein solcher Verlauf kann beispielsweise durch ein kegelförmiges Fräswerkzeug erzeugt werden.
  • Fig. 1d) zeigt eine Kombination eines stufenförmigen und eines abgeschrägten Verlaufs der Innenflächen 6a der Öffnung 6. In diesem Fall ist der obere Teil der Innenfläche 6a gegenüber dem unteren Teil zurückgesetzt und wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass zunächst eine Sackbohrung eines relativ großen Durchmessers in der unteren Decklage 1b vorgesehen wird. Der untere Teil der Innenfläche 6a springt dann in einer Ebene parallel zur Längsebene der Leichtbauplatten 2 bzw. Decklage 1b in Richtung der Mitte der Öffnung 6 hervor, gefolgt von einem abgeschrägten Abschnitt, bei dem die Innenfläche 6a also winkelig zur Längsebene der Leichtbauplatte 2 bzw. Decklage 1b verläuft. Der abgeschrägte Abschnitt kann im vorliegenden Fall beispielsweise durch ein kegelförmiges Fräswerkzeug erzeugt werden. Auch diese Öffnung 6 kann alternativ mit einem entsprechend geformten Stufenbohrer hergestellt werden.
  • Fig. 2 zeigt schließlich eine Draufsicht auf das Bauteil 1 in Form einer Leichtbauplatte 2 mit einem Feld von vier nebeneinander angeordneten und zueinander versetzten Reihen von LEDs 5 bzw. Öffnungen 6. Denkbar ist selbstverständlich auch die Anordnung mehrerer solcher Felder in ein und demselben Bauteil 1.

Claims (15)

  1. Bauteil (1) mit mindestens einem Leuchtmittel (4), wobei das Bauteil (1) als Material einen Holzwerkstoff aufweist und das Leuchtmittel (4) im Innern des Bauteils (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) eine Leichtbauplatte (2) mit zwei Decklagen (1a,1b) aus einem Holzwerkstoff und eine Mittellage (1c), die eine geringere Dichte als die Decklagen (1a,1b) aufweist, ist, wobei in einer der Decklagen (1b) eine oder mehrere Öffnungen (6) angeordnet sind.
  2. Bauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) mindestens eine Span-, Faser- und/oder OSB-Platte aufweist.
  3. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Innenflächen (6a) der Öffnungen (6) geschwärzt sind.
  4. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Innenflächen (6a) der Öffnungen (6) einen abgestuften und/oder abgeschrägten Verlauf haben.
  5. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Öffnungen (6) von Bohrungen und/oder Schlitzen gebildet werden.
  6. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Leuchtmittel (4) mindestens ein lichtaussendendes Element, insbesondere mindestens eine LED (5), aufweist, wobei vorzugsweise jedem lichtaussendenden Element, insbesondere jeder LED (5), eine der Öffnungen (6) zugeordnet ist und wobei besonders bevorzugt die Öffnung (6) koaxial zum lichtaussendenden Element, insbesondere zur LED (5), angeordnet ist.
  7. Bauteil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Öffnung (6) 0,05-10, insbesondere 1-8 mm, vorzugsweise 3-6 mm, beträgt.
  8. Bauteil (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem lichtaussendenden Element, insbesondere der LED (5), und der Decklage (1b) mehr als 10%, insbesondere mehr als 20%, vorzugsweise mehr als 50%, der Dicke des Bauteils (1) beträgt, wobei besonders bevorzugt das lichtaussendende Element, insbesondere die LED (5), die Decklage (1b) berührt.
  9. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) ein Akustikpaneel ist.
  10. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Holzwerkstoffs des Bauteils (1), insbesondere der Decklage (1b), nach außen hin zunimmt, insbesondere bis auf einen Wert von mindestens 750 kg/m3, vorzugsweise mindestens 780 kg/m3, besonders bevorzugt mindestens 800 kg/m3.
  11. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzwerkstoff des Bauteils (1), insbesondere der Decklage (1b), zumindest in den äußeren 30%, insbesondere 20%, vorzugsweise 10%, seines Querschnitts, bezogen auf die Gesamtstärke des Holzwerkstoffs, einen Anteil an Partikeln eines maximalen Durchmessers von 0,5 mm von mindestens 50%, insbesondere mindestens 75%, vorzugsweise mindestens 95%, bezogen auf die Gesamtzahl an Partikeln, aufweist.
  12. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzwerkstoff des Bauteils (1), insbesondere der Decklage (1b), mit einer Kunstharz enthaltenden Beschichtung versehen ist, die insbesondere von einem Imprägnat, das vorzugsweise direkt mit dem Holzwerkstoff verpresst wird, oder von einem Schichtstoff gebildet wird, der vorzugsweise in einem separaten Arbeitsschritt mit dem Holzwerkstoff verklebt wird.
  13. Bauteil (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Dicke von mindestens 0,05 mm, insbesondere mindestens 0,15 mm, vorzugsweise mindestens 0,25 mm aufweist.
  14. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des Holzwerkstoffs des Bauteils (1), insbesondere der Decklage (1b), mit einem Farbstoff, insbesondere Grafit, eingefärbt sind.
  15. Bauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzwerkstoff des Bauteils (1), insbesondere der Decklage (1b), und/oder die Leichtbauplatte (2), insbesondere die Mittellage (1c), eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 75°C, insbesondere mindestens 100°C, vorzugsweise mindestens 115°C, aufweist.
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