EP2343473A1 - LED-Straßenbeleuchtung - Google Patents

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EP2343473A1
EP2343473A1 EP10015188A EP10015188A EP2343473A1 EP 2343473 A1 EP2343473 A1 EP 2343473A1 EP 10015188 A EP10015188 A EP 10015188A EP 10015188 A EP10015188 A EP 10015188A EP 2343473 A1 EP2343473 A1 EP 2343473A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
channel
shaped reflector
housing
reflector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10015188A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Werdich
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.)
Werdich Engineering GmbH
Original Assignee
Werdich Engineering GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Werdich Engineering GmbH filed Critical Werdich Engineering GmbH
Publication of EP2343473A1 publication Critical patent/EP2343473A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F21S8/086—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device attached sideways of the standard, e.g. for roads and highways
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a device for illuminating a traffic route according to the preamble of patent claim 1.
  • Devices for illuminating a traffic route are known in a multiplicity of different embodiments.
  • One embodiment is devices for illuminating a traffic route, which use, for example, light-emitting light-emitting diodes (LEDs) as light sources.
  • LEDs light-emitting light-emitting diodes
  • LED light emitting light emitting diodes
  • the document shows DE 20 2007 002 187 U1 a street lamp convertible with LED technology in a mushroom or suitcase form, whereby a board equipped with LED's is suitable for the connection in different versions, as for example E27, E40, GU10, bayonet or Edison linearen.
  • the boards equipped with LEDs or the rod-shaped LED sockets are correspondingly more conventional in the horizontal or vertical direction in the lighting device Illuminant usable.
  • the disadvantage is that the light rays emanating from the bulbs formed in this way are radiated in all directions, as a result of which a considerable proportion of the light rays fall into regions in which illumination is not required or desired. For example, light rays that radiate to lateral areas may present unwanted glare to drivers of vehicles, residents, and / or nocturnal animals. In addition, due to the radiation characteristic, only a spherical cap-like light distribution is achieved in the illuminated area.
  • the object of the invention is to improve a light distribution of an LED lighting device in a region to be illuminated.
  • the invention is based on a device for illuminating a traffic route, wherein the device comprises a housing for receiving at least one light source, wherein the light source is formed by one or more luminous bodies and each luminous body has at least one light-emitting means, preferably a light-emitting light-emitting diode (LED), wherein the lighting means is arranged on a carrier element and is supplied by means of a ballast with electrical energy.
  • the device comprises a housing for receiving at least one light source, wherein the light source is formed by one or more luminous bodies and each luminous body has at least one light-emitting means, preferably a light-emitting light-emitting diode (LED), wherein the lighting means is arranged on a carrier element and is supplied by means of a ballast with electrical energy.
  • LED light-emitting light-emitting diode
  • the essence of the invention is that the luminous body is designed as a channel-shaped reflector.
  • a channel-shaped reflector is meant a tubular body which is open to one side in its entire longitudinal direction, whereby lateral boundaries are formed.
  • the light rays emanating from the light source are shaded by the lateral inner surfaces of the channel-shaped reflector, or, if these are mirrored, reflected.
  • shading (vignetting) of the forming light profile is formed according to the linear beam optics.
  • a beam-like light profile can be formed by shadowing in the edge regions.
  • the shape and size of the light profile to be formed is determined by the shape of the reflector, the position of the light source and the distance between the lighting device and the traffic area.
  • a uniform illumination of the area to be illuminated can be achieved on a traffic route, since due to the reflection of the light beams in a channel-shaped reflector less loss rays occur.
  • the channel-shaped reflector has a U-shaped cross section.
  • the U-shaped cross section comprises a lower region and two lateral regions, wherein the edge line of the cross section may be arched, round or edged.
  • a large portion of the light rays emanating from an LED is reflected at the lateral areas, whereby loss radiation of the light beams can be reduced.
  • an improved mounting of light sources in the lower region of the channel-shaped reflector is possible.
  • the channel-shaped reflector is dimensioned in the region of a base area for the linear arrangement of a plurality of spaced-apart LEDs.
  • the lower portion of an example U-shaped cross-section is in the groove-shaped reflector designed as a flat base of sufficient width.
  • the flat base allows a uniform arrangement and attachment of bulbs.
  • the distance between the LEDs can be selected such that the light beams overlap in the reflector longitudinal direction at an early stage. As a result, a uniform light profile can be formed.
  • the channel-shaped reflector has a base surface which is perforated by at least one recess for the passage of at least one light source.
  • the light-emitting means is arranged on a separate carrier element, wherein the carrier element on the outwardly directed surface of the reflector is preferably releasably attachable. This makes it possible, if necessary, a simplified replacement of a possibly defective bulbs or entire carriers possible.
  • the luminous element and the carrier element is integrally formed.
  • the base of the channel-shaped reflector forms the support element on which the light source can be arranged directly. This has the advantage that the luminous element in the lighting device has a reduced space requirement.
  • the one-piece embodiment forms a module character, which facilitates mounting of the luminous element.
  • the lighting means is arranged in a focal point of an enveloping parabola of a cross section of the channel-shaped reflector.
  • the parabola is an axisymmetric curve whose vertex and focus lie on the symmetry axis of the curve. Light rays entering a parabola running parallel to the axis of symmetry are reflected at the parabolic inner surfaces and subsequently pass through the focal point of the parabola. This effect is in reversed direction.
  • the light rays of a luminous means which is arranged in the focal point of a parabolic, channel-shaped reflector are reflected on the lateral inner surfaces of the reflector and emerge in parallel from the reflector. Only the unreflected direct rays deviate from this direction. Thereby, a light profile with a uniform light distribution can be formed on the surface of a traffic route, which has a high light output due to low loss radiation.
  • the channel-shaped reflector along a groove longitudinal direction has a focal axis and at least one light source is arranged on the focal axis.
  • the focal axis extends in the axial longitudinal direction through the focal point of the reflector cross-section.
  • the illuminant arranged on the carrier element is positioned on the focal axis of the reflector.
  • the reflected light beams form a uniform light profile in the longitudinal direction of the reflector, while perpendicular to the beam-optical defocusing takes place.
  • At least one outer surface of the housing has cooling fins for dissipating heat and / or the housing is formed from a good thermally conductive material, preferably metal.
  • the housing is closed on the surface facing away from the illumination side with a plate-shaped cover, on the surface of which cooling fins for dissipating heat are arranged.
  • the luminous elements are in direct contact via the carrier elements with the cover element of the housing, whereby the heat generated by the luminous means can be dissipated via the carrier elements onto the cooling fins into the environment. By sufficient dissipation of the heat generated by the bulbs, the life of the bulbs can be increased.
  • a plurality of side by side arranged in parallel luminous body are provided in the housing.
  • the parallel arrangement of the luminous body leads to a superposition of individual light profiles in the transverse direction of the channel-shaped reflector, whereby a light profile is formed with a uniform light distribution without diffuse regions within the light profile.
  • each cascade in the housing a plurality of parallel cascades arranged side by side of lighting means are provided, each cascade is arranged on a support member and the light of each cascade is directed by a luminous body according to the invention towards the traffic route.
  • the cascade-shaped arrangement of the bulbs leads to a superposition of light rays in the longitudinal direction of the channel-shaped reflector, whereby a uniform light distribution without diffuse regions takes place.
  • FIG. 1 shown front view of an LED lighting device 1 comprises a rectangular housing 2, wherein the front surface is a large area pierced and closed with a transparent plate material, such as glass or plastic.
  • a light source 3 is arranged, which is formed of juxtaposed luminous bodies 4.
  • the luminous element 4 comprises a channel-shaped reflector 7 in which a plurality of luminous means 5 are arranged linearly one behind the other.
  • the channel-shaped reflector is U-shaped and arranged to be detachable perpendicular to the longitudinal extent of the housing 2.
  • the luminous element 4 is suitable for arrangement in different directions and mutual distances.
  • the light-emitting means 5 is designed as a light-emitting light-emitting diode (LED) and is supplied with electrical energy by means of a ballast (not shown).
  • a headband 12 is pivotally mounted on the housing 2, whereby an alignment of the housing 2 for optimal illumination of a traffic route is made possible.
  • the headband 12 is fastened by means of a clamp 13 to a lamppost or the like.
  • the LED lighting device 1 is supplied in the illustrated embodiment via an electrical supply line 14 with electrical energy. It is also an energy supply via photovoltaic elements conceivable. These can be arranged for example on the back of the housing 2.
  • FIG. 10 is a rear view of an LED lighting device 1 according to FIG FIG. 1 shown, wherein the housing 2 is closed on the surface facing away from the illumination side with a cover 2a.
  • the cover 2a has on its outwardly facing surface Cooling ribs 11, via which the resulting heat from the lamps 5 is dissipated to the environment.
  • the cooling fins 11 are integrally formed with the surface of the cover 2a, wherein the cover 2a is detachably disposed on the back of the housing 2 and by means of a seal.
  • the material of the case 2 and the cover member 2a with the cooling fins 11 disposed thereon is made of a metallic material having good thermal conductivity and corrosion resistance, for example, aluminum alloys.
  • FIG. 3 is a perspective sketch of a channel-shaped reflector 7 shown as part of a filament 4, which has a U-shaped cross-section, wherein the U-shaped cross section is adapted to the course of a parabola.
  • the reflector comprises two oppositely arranged legs 10, which are interconnected via a base 8.
  • the inner surfaces of the legs 10 have a reflective coating, which forms good reflection properties for incident light rays.
  • the base 8 is interrupted by rectangular and uniformly spaced recesses 9, wherein on the outwardly directed surface of the base 8 of the reflector 7, the support elements 6 can be arranged with the lamps 5 arranged thereon.
  • the distance and the curvature of the two opposing legs 10 of the reflector 7 is adapted to the light profile to be formed.
  • the height of the legs 10 of the channel-shaped reflector 7 is a multiple of the height of the light source 5. In individual cases, ratios of 1: 5 or more are conceivable, the ratio always being adapted to the light profile properties to be achieved. From the direction of the symmetry axis of the channel cross-section deviating, emerging from the gutter light beams are thereby minimized.
  • the reflector is thus designed for a maximum number of parallel emerging from the reflector 7 light beams to a high light output within a light profile to be formed and a largely sharp boundary on the surface of an
  • FIG. 4 is a perspective sketch of a Carrier element 6 is shown, which shows a linear arrangement of lamps 5.
  • the lighting means 5 are arranged in a succession and spaced-apart arrangement on the surface of the carrier element 6, wherein the lighting means 5 are supplied by means of electrical conductor tracks 17 with energy.
  • the carrier element 6 is arranged on the outwardly directed surface of the base 8 on the channel-shaped reflector 7 such that the lighting means 5 pass through the recesses 9 arranged in the base 8.
  • the length of a carrier element 6 is adapted to the number of lamps 5 to be arranged, wherein the carrier element 6 is suitable for a series connection of a plurality of carrier elements 6 on the channel-shaped reflector 7.
  • FIG. 5 is a light beam reflection of light rays 15 in a channel-shaped reflector 7 is shown schematically, wherein the light rays 15 are emitted from a light source 5.
  • the cross section of the channel-shaped reflector 7 is adapted to the shape of a parabola, wherein the illuminant 5 is arranged in the focal point 16 of a reflector 7 virtually enveloping parabola.
  • a high proportion of the light rays 15 emanating from the luminous means 5 is reflected on the surfaces of the legs 10 and emitted as parallel light rays 15 from the trough-shaped reflector 7.
  • the parallel light beams 15 form a beam-shaped light profile, wherein the non-parallel, the gutter unreflected directly leaving light beams of the light source 5 form a weak, optimally no longer perceptible, diffuse brightness range at the edge of the light profile.
  • the diffuse edge region of the intensity of the light profile can be minimized by a juxtaposition of further reflectors 7, since the light beams 15 are superimposed by two adjacent reflectors 7 in the adjacent edge regions.
  • a straight line extending through the focal point 16 of the virtually enveloping parabola in the direction of the channel course forms a focal axis on which light sources 5 are arranged linearly one behind the other.
  • a light profile is generated, which illuminates a bar-shaped surface on a traffic route almost homogeneously.

Abstract

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges aus, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (2) zur Aufnahme mindestens einer Lichtquelle (3) umfasst, wobei die Lichtquelle (3) durch einen oder mehrere Leuchtkörper (4) gebildet ist und jeder Leuchtkörper (4) mindestens ein Leuchtmittel (5), vorzugsweise eine lichtemittierende Leuchtdiode (LED) aufweist, wobei das Leuchtmittel (5) auf einem Trägerelement (6) angeordnet ist und mittels einem Vorschaltgerät mit elektrischer Energie versorgt ist. Erfindungsgemäß ist der Leuchtkörper (4) als rinnenförmiger Reflektor (7) ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
    • Stand der Technik
  • Vorrichtungen zur Beleuchtung eines Verkehrsweges sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Eine Ausführungsform sind Vorrichtungen zur Beleuchtung eines Verkehrsweges, welche als Leuchtmittel beispielsweise lichtemittierende Leuchtdioden (LED's) verwenden.
  • Die Verwendung von lichtemittierenden Leuchtdioden (LED) stellt für den Energieverbrauch derartiger Vorrichtungen eine bevorzugte Ausführungsform dar, da der Energieverbrauch einer Leuchtdiode (LED) deutlich unterhalb des Energieverbrauchs eines herkömmlichen Leuchtmittels, beispielsweise einer Gasentladungslampe liegt.
  • Beispielsweise zeigt die Druckschrift DE 20 2007 002 187 U1 eine mit LED-Technik umrüstbare Straßenlampe in einer Pilzoder Kofferform, wobei eine mit LED's bestückte Platine für den Anschluss in unterschiedlichen Fassungen, wie zum Beispiel E27, E40, GU10, Bajonett- oder Edisonfassungen geeignet ist.
  • Die mit LED's bestückten Platinen bzw. die stabförmigen LED-Fassungen sind in horizontaler oder vertikaler Richtung in der Beleuchtungsvorrichtung entsprechend herkömmlicher Leuchtmittel verwendbar.
  • Nachteilig ist, dass die von den so gebildeten Leuchtmitteln ausgehenden Lichtstrahlen in alle Richtungen abgestrahlt werden, wodurch ein erheblicher Anteil der Lichtstrahlen in Bereiche fällt, in welchen eine Ausleuchtung nicht erforderlich bzw. erwünscht ist. Lichtstrahlen, die beispielsweise in seitliche Bereiche strahlen, können eine unerwünschte Blendung für Fahrer von Fahrzeugen, Anwohner und/oder nachtaktiven Tieren darstellen. Darüber hinaus wird in dem ausgeleuchteten Bereich aufgrund der Strahlungscharakteristik lediglich eine Kugelkappen ähnliche Lichtverteilung erreicht.
  • Aus diesem Grunde hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Lichtverteilung einer LED-Beleuchtungsvorrichtung in einem auszuleuchtenden Bereich zu verbessern.
  • Ausgehend von dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Erweiterungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges aus, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse zur Aufnahme mindestens einer Lichtquelle umfasst, wobei die Lichtquelle durch einen oder mehrere Leuchtkörper gebildet ist und jeder Leuchtkörper mindestens ein Leuchtmittel, vorzugsweise eine lichtemittierende Leuchtdiode (LED) aufweist, wobei das Leuchtmittel auf einem Trägerelement angeordnet ist und mittels einem Vorschaltgerät mit elektrischer Energie versorgt ist.
  • Der Kern der Erfindung liegt darin, dass der Leuchtkörper als rinnenförmiger Reflektor ausgebildet ist.
  • Unter einem rinnenförmigen Reflektor ist ein rohrförmiger Körper zu verstehen, welcher zu einer Seite in seiner gesamten Längsrichtung hin geöffnet ist, wodurch seitliche Begrenzungen gebildet werden.
  • Die vom Leuchtmittel ausgehenden Lichtstrahlen werden durch die seitlichen Innenoberflächen des rinnenförmigen Reflektors abgeschattet, oder wenn diese verspiegelt sind, reflektiert.
  • Dadurch wird eine Abschattung (Vignettierung) des sich bildenden Lichtprofils nach der linearen Strahlenoptik gebildet. Beispielsweise kann ein balkenähnliches Lichtprofil durch Abschattungen in den Randbereichen gebildet werden. Die Form und die Größe des zu bildenden Lichtprofils wird durch die Form des Reflektors, die Position des Leuchtmittels und dem Abstand zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und der Verkehrsfläche bestimmt.
  • Darüber hinaus kann eine gleichmäßige Ausleuchtung des auszuleuchtenden Bereichs auf einem Verkehrsweg erreicht werden, da aufgrund der Reflexion der Lichtstrahlen in einem rinnenförmigen Reflektor weniger Verluststrahlen auftreten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Der U-förmige Querschnitt umfasst einen unteren Bereich und zwei seitliche Bereiche, wobei die Kantenlinie des Querschnitts gewölbt, rund oder kantig ausgebildet sein kann.
  • Ein großer Anteil der von einer LED ausgehenden Lichtstrahlen wird an den seitlichen Bereichen reflektiert, wodurch eine Verluststrahlung der Lichtstrahlen verringert werden kann. Zusätzlich ist eine verbesserte Montage von Leuchtmitteln im unteren Bereich des rinnenförmigen Reflektors möglich.
  • In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor im Bereich einer Grundfläche zur linearen Anordnung von mehreren, voneinander beabstandeten LED's dimensioniert ist. Der untere Bereich eines beispielsweise U-förmigen Querschnitts ist in dem rinnenförmigen Reflektor als ebene Grundfläche ausreichender Breite ausgebildet. Die ebene Grundfläche ermöglicht eine gleichmäßige Anordnung und Befestigung von Leuchtmitteln. Darüber hinaus kann der Abstand zwischen den LED's derart gewählt werden, dass sich die Lichtstrahlen in Reflektorlängsrichtung frühzeitig überschneiden. Dadurch kann ein gleichmäßiges Lichtprofil gebildet werden.
  • Es ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor eine Grundfläche aufweist, die von mindestens einer Ausnehmung zum Durchtritt mindestens eines Leuchtmittels durchbrochen ist. Das Leuchtmittel (LED) ist dabei auf einem separaten Trägerelement angeordnet, wobei das Trägerelement an der nach außen gerichteten Oberfläche des Reflektors vorzugsweise lösbar befestigbar ist. Dadurch ist gegebenenfalls ein vereinfachter Austausch von einem eventuell defekten Leuchtmittel oder von ganzen Trägern möglich.
  • In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Leuchtkörper und das Trägerelement einstückig ausgebildet ist. Die Grundfläche des rinnenförmigen Reflektors bildet dabei das Trägerelement, auf welchem das Leuchtmittel direkt angeordnet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass der Leuchtkörper in der Beleuchtungsvorrichtung einen verringerten Platzbedarf aufweist. Zusätzlich bildet die einstückige Ausführungsform einen Modulcharakter, welcher eine Montage der Leuchtkörper erleichtert.
  • Es ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Leuchtmittel in einem Brennpunkt einer einhüllenden Parabel eines Querschnitts des rinnenförmigen Reflektors angeordnet ist.
  • Als Parabel ist eine achsensymmetrische Kurve zu verstehen, deren Scheitelpunkt und Brennpunkt auf der Symmetrieachse der Kurve liegen. In eine Parabel eintretende, parallel zur Symmetrieachse verlaufende Lichtstrahlen werden an den Parabelinnenflächen reflektiert und verlaufen anschließend durch den Brennpunkt der Parabel. Dieser Effekt wird in umgekehrter Richtung genutzt.
  • Die Lichtstrahlen eines Leuchtmittels, welches im Brennpunkt eines parabelförmigen, rinnenförmigen Reflektors angeordnet ist werden an den seitlichen Innenoberflächen des Reflektors reflektiert und treten parallel aus dem Reflektor aus. Lediglich die unreflektierten Direktstrahlen weichen von dieser Richtung ab. Dadurch kann ein Lichtprofil mit einer gleichmäßigen Lichtverteilung auf der Oberfläche eines Verkehrsweges gebildet werden, welches eine hohe Lichtausbeute aufgrund geringer Verluststrahlung aufweist.
  • Überdies ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der rinnenförmige Reflektor entlang einer Rinnenlängsrichtung eine Brennachse aufweist und mindestens ein Leuchtmittel auf der Brennachse angeordnet ist. Die Brennachse verläuft in axialer Längsrichtung durch den Brennpunkt des Reflektorquerschnitts. Das auf dem Trägerelement angeordnete Leuchtmittel ist auf der Brennachse des Reflektors positioniert. Die reflektierten Lichtstrahlen bilden dabei ein gleichmäßiges Lichtprofil in Längsrichtung des Reflektors aus, während senkrecht dazu die strahlenoptische Defokussierung erfolgt.
  • Es ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens eine äußere Oberfläche des Gehäuses Kühlrippen zur Ableitung von Wärme aufweist und/oder das Gehäuse aus einem gut thermisch leitfähigen Material, vorzugsweise Metall, gebildet ist. Das Gehäuse ist auf der zur Beleuchtungsseite abgewandten Oberfläche mit einem plattenförmigen Abdeckelement verschlossen, auf dessen Oberfläche Kühlrippen zur Ableitung von Wärme angeordnet sind. Die Leuchtkörper stehen über die Trägerelemente mit dem Abdeckelement des Gehäuses direkt in Kontakt, wodurch die von den Leuchtmitteln erzeugte Wärme über die Trägerelemente auf die Kühlrippen in die Umgebung abgeleitet werden kann. Durch eine ausreichende Ableitung der von den Leuchtmitteln erzeugten Wärme kann die Lebensdauer der Leuchtmittel erhöht werden.
  • Überdies ist es in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass im Gehäuse mehrere nebeneinander parallel angeordnete Leuchtkörper vorgesehen sind. Die parallele Anordnung der Leuchtkörper führt zu einer Überlagerung von einzelnen Lichtprofilen in Querrichtung des rinnenförmigen Reflektors, wodurch ein Lichtprofil mit einer gleichmäßigen Lichtverteilung ohne diffuse Bereiche innerhalb des Lichtprofils gebildet ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Gehäuse mehrere, nebeneinander parallel angeordnete lineare Kaskaden von Leuchtmitteln vorgesehen sind, wobei jede Kaskade auf einem Trägerelement angeordnet ist und das Licht jeder Kaskade durch einen erfindungsgemäßen Leuchtkörper zum Verkehrsweg hin gerichtet wird. Die kaskadenförmige Anordnung der Leuchtmittel führt zu einer Überlagerung (Superposition) von Lichtstrahlen in Längsrichtung des rinnenförmigen Reflektors, wodurch eine gleichmäßige Lichtverteilung ohne diffuse Bereiche erfolgt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung des Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen hervor.
  • Dabei zeigen:
    • Figur 1
    eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges;
    Figur 2
    eine Rückansicht einer Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges;
    Figur 3
    eine perspektivische Skizze eines rinnenförmigen Reflektors;
    Figur 4
    eine perspektivische Skizze eines Trägerelementes mit darauf angeordneten Leuchtmitteln;
    Figur 5
    eine Lichtstrahlenreflexion in einem rinnenförmigen Reflektor.
  • Die in Figur 1 gezeigte Frontansicht einer LED-Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst ein rechteckförmiges Gehäuse 2, wobei die Frontoberfläche großflächig durchbrochen und mit einem durchsichtigen Plattenmaterial, wie zum Beispiel Glas oder Kunststoff verschlossen ist. Im Innenraum des Gehäuses 2 ist eine Lichtquelle 3 angeordnet, die aus nebeneinander angeordneten Leuchtkörpern 4 gebildet ist.
  • Der Leuchtkörper 4 umfasst einen rinnenförmigen Reflektor 7, in welchem mehrere Leuchtmittel 5 linearförmig hintereinander angeordnet sind. Der rinnenförmige Reflektor ist U-förmig ausgebildet und senkrecht zur Längserstreckung des Gehäuses 2 lösbar angeordnet. Der Leuchtkörper 4 ist zur Anordnung in unterschiedlichen Richtungen und gegenseitigen Abständen geeignet. Das Leuchtmittel 5 ist als lichtemittierende Leuchtdiode (LED) ausgebildet und wird mittels eines Vorschaltgerätes (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie versorgt.
  • An den Seitenflächen des Gehäuses 2 ist ein Haltebügel 12 schwenkbar am Gehäuse 2 angeordnet, wodurch eine Ausrichtung des Gehäuses 2 zur optimalen Ausleuchtung eines Verkehrsweges ermöglicht wird. Der Haltebügel 12 ist mittels einer Schelle 13 an einem Laternenmast oder ähnlichem befestigbar. Die LED-Beleuchtungsvorrichtung 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel über eine elektrische Zuleitung 14 mit elektrischer Energie versorgt. Es ist auch eine Energieversorgung über Photovoltaik-Elemente denkbar. Diese können beispielsweise auf der Rückseite des Gehäuses 2 angeordnet werden.
  • In Figur 2 ist eine Rückansicht einer LED-Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß Figur 1 gezeigt, wobei das Gehäuse 2 auf der zur Beleuchtungsseite abgewandten Oberfläche mit einem Abdeckelement 2a verschlossen ist. Das Abdeckelement 2a weist auf seiner nach außen gerichteten Oberfläche Kühlrippen 11 auf, über welche die von den Leuchtmitteln 5 entstehende Wärme an die Umgebung abgeleitet wird. Die Kühlrippen 11 sind einstückig mit der Oberfläche des Abdeckelementes 2a gebildet, wobei das Abdeckelement 2a auf der Rückseite des Gehäuses 2 und mittels einer Dichtung lösbar angeordnet ist. Das Material des Gehäuses 2 und des Abdeckelementes 2a mit den daran angeordneten Kühlrippen 11 ist aus einem metallischem Material, welches eine gute thermische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, beispielsweise Aluminiumlegierungen.
  • In Figur 3 ist eine perspektivische Skizze eines rinnenförmigen Reflektors 7 als Bestandteil eines Leuchtkörpers 4 gezeigt, welcher einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der U-förmige Querschnitt dem Verlauf einer Parabel angepasst ist. Der Reflektor umfasst zwei zueinander gegenüberliegend angeordnete Schenkel 10, die über eine Grundfläche 8 miteinander verbunden sind. Die Innenoberflächen der Schenkel 10 weisen eine Verspiegelung auf, die gute Reflexionseigenschaften für auftreffende Lichtstrahlen bildet. Die Grundfläche 8 ist von rechteckförmigen und gleichmäßig beabstandeten Ausnehmungen 9 durchbrochen, wobei auf der nach außen gerichteten Oberfläche der Grundfläche 8 des Reflektors 7 die Trägerelemente 6 mit den darauf angeordneten Leuchtmitteln 5 angeordnet werden können. Der Abstand und die Krümmung der beiden in Gegenüberstellung stehenden Schenkel 10 des Reflektors 7 ist dem zu bildenden Lichtprofil angepasst. Die Höhe der Schenkel 10 des rinnenförmigen Reflektors 7 beträgt ein Vielfaches der Höhe des Leuchtmittels 5. Im Einzelfall sind Verhältnisse von 1:5 oder mehr denkbar, wobei das Verhältnis stets an die zu erzielenden Leuchtprofileigenschaften anzupassen ist. Von der Richtung der Symmetrieachse des Rinnenquerschnitts abweichende, aus der Rinne austretende Lichtstrahlen werden dadurch minimiert. Der Reflektor ist somit auf eine maximale Anzahl von parallel aus dem Reflektor 7 austretenden Lichtstrahlen ausgelegt, um eine hohe Lichtausbeute innerhalb eines zu bildenden Lichtprofils und eine weitestgehend scharfe Grenze auf der Oberfläche eines In Figur 4 ist eine perspektivische Skizze eines Trägerelementes 6 gezeigt, welche eine lineare Anordnung von Leuchtmitteln 5 zeigt. Die Leuchtmittel 5 sind in einer hintereinander liegenden und voneinander beabstandeten Anordnung auf der Oberfläche des Trägerelementes 6 angeordnet, wobei die Leuchtmittel 5 mittels elektrischer Leiterbahnen 17 mit Energie versorgt sind. Das Trägerelement 6 wird auf der außen gerichteten Oberfläche der Grundfläche 8 an dem rinnenförmigen Reflektor 7 derart angeordnet, dass die Leuchtmittel 5 die in der Grundfläche 8 angeordneten Ausnehmungen 9 durchgreifen. Die Länge eines Trägerelementes 6 ist der Anzahl der anzuordnenden Leuchtmittel 5 angepasst, wobei das Trägerelement 6 für ein Hintereinanderschalten von mehreren Trägerelementen 6 am rinnenförmigen Reflektor 7 geeignet ist.
  • In Figur 5 ist eine Lichtstrahlenreflexion von Lichtstrahlen 15 in einem rinnenförmigen Reflektor 7 schematisch dargestellt, wobei die Lichtstrahlen 15 von einem Leuchtmittel 5 abgestrahlt werden. Der Querschnitt des rinnenförmigen Reflektors 7 ist der Form einer Parabel angepasst, wobei das Leuchtmittel 5 im Brennpunkt 16 einer den Reflektor 7 virtuell einhüllenden Parabel angeordnet ist. Ein hoher Anteil der vom Leuchtmittel 5 ausgehenden Lichtstrahlen 15 wird an den Oberflächen der Schenkel 10 reflektiert und als parallele Lichtstrahlen 15 von dem rinnenförmigen Reflektor 7 abgestrahlt. Die parallel verlaufenden Lichtstrahlen 15 bilden ein balkenförmiges Lichtprofil, wobei die nicht parallel verlaufenden, die Rinne unreflektiert direkt verlassenden Lichtstrahlen des Leuchtmittels 5 einen schwachen, optimaler Weise nicht mehr wahrzunehmenden, diffusen Helligkeitsbereich am Rand des Lichtprofils ausbilden. Der diffuse Randbereich der Intensität des Lichtprofils kann durch eine nebeneinander liegende Anordnung weiterer Reflektoren 7 minimiert werden, da sich die Lichtstrahlen 15 von zwei nebeneinander liegenden Reflektoren 7 in den angrenzenden Randbereichen überlagern. Eine durch den Brennpunkt 16 der virtuell einhüllenden Parabel in Richtung des Rinnenverlaufs verlaufende Gerade bildet eine Brennachse, auf welcher Leuchtmittel 5 linear hintereinander angeordnet sind. Bei einer linearen Anordnung von mehreren Leuchtmitteln 5 in einem rinnenförmigen Reflektor 7 wird ein Lichtprofil erzeugt, welches eine balkenförmige Fläche auf einem Verkehrsweg nahezu homogen ausleuchtet.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    LED-Beleuchtungsvorrichtung
    2
    Gehäuse
    2a
    Abdeckelement
    3
    Lichtquelle
    4
    Leuchtkörper
    5
    Leuchtmittel (LED)
    6
    Trägerelement
    7
    Reflektor
    8
    Grundfläche
    9
    Ausnehmung
    10
    Schenkel
    11
    Kühlrippe
    12
    Haltebügel
    13
    Schelle
    14
    Zuleitung
    15
    Lichtstrahl
    16
    Brennpunkt
    17
    Leiterbahn

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Beleuchtung eines Verkehrsweges, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (2) zur Aufnahme mindestens einer Lichtquelle (3) umfasst, wobei die Lichtquelle (3) durch einen oder mehrere Leuchtkörper (4) gebildet ist und jeder Leuchtkörper (4) mindestens ein Leuchtmittel (5), vorzugsweise eine lichtemittierende Leuchtdiode (LED) aufweist, wobei das Leuchtmittel (5) auf einem Trägerelement (6) angeordnet ist und mittels einem Vorschaltgerät mit elektrischer Energie versorgt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper (4) als rinnenförmiger Reflektor (7) ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rinnenförmige Reflektor (7) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rinnenförmige Reflektor (7) im Bereich einer Grundfläche (8) zur linearen Anordnung von mehreren, voneinander beabstandeten LED dimensioniert ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rinnenförmige Reflektor (7) eine Grundfläche (8) aufweist, die von mindestens einer Ausnehmung (9) zum Durchtritt mindestens eines Leuchtmittels (5) durchbrochen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper und das Trägerelement einstückig ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (5) in einem Brennpunkt (16) einer einhüllenden Parabel eines Querschnitts des rinnenförmigen Reflektors (7) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rinnenförmige Reflektor(7) entlang einer Rinnenlängsrichtung eine Brennachse aufweist und mindestens ein Leuchtmittel (5) auf der Brennachse angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine äußere Oberfläche des Gehäuses (2) Kühlrippen (11) zur Ableitung von Wärme aufweist und/oder das Gehäuse (2) aus einem gut thermisch leitfähigen Material, vorzugsweise Metall gebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) mehrere, nebeneinander parallel angeordnete Leuchtkörper (4) vorgesehen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) mehrere, nebeneinander parallel angeordnete lineare Kaskaden von Leuchtmitteln (5) vorgesehen sind, wobei jede Kaskade auf einem Trägerelement (6) angeordnet ist und das Licht jeder Kaskade durch einen Leuchtkörper (4) zum Verkehrsweg hin gerichtet wird.
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