LED-basierender Beleuchtungskörper LED-based lighting fixture
LED, die lange Zeit auf Grund der nur geringen Lichtausbeute und d fehlenden Verfügbarkeit aller Lichtfarben hauptsächlich nur als Anzeigelamf in Siebensegment- und Punktmatrixanzeigen Verwendung fanden, erschließe sich zunehmend auch weitere Einsatzbereiche, z. B. in der Beleuchtung technik.LED, the long time due to the low light output and d lack of availability of all light colors mainly only as Anzeelamf in seven-segment and dot matrix displays use, opens up more and more applications, such. B. in the lighting technology.
Durch die ständig fortschreitende Weiterentwicklung der LED, insbesonde durch deren kostengünstigere Produktion und Verbesserung ihr« Wirkungsgrades, lösen diese konventionelle Leuchtmittel, wie beispielsweis Glühlampen oder Halogenlampen ab und werden seit geraumer Zeit u. a. a LED-Bündel in Verkehrsleitanlagen, in Taschenlampen od Frontscheinwerfern von Fahrzeugen als mobile Beleuchtung oder in LEI basierenden Fernsehgeräten eingesetzt.Due to the constantly advancing development of the LED, insbesonde by their cost-effective production and improve their «efficiency, these conventional bulbs, such as incandescent or halogen lamps solve and are for some time u. a. a LED bundles used in traffic control systems, in flashlights or headlamps of vehicles as mobile lighting or in LEI based televisions.
Problematisch hingegen erscheint der Einsatz der LED für LED-basierenc Beleuchtungskörper in Straßenbeleuchtungseinrichtungen, da die LED, i Gegensatz zu den konventionellen Leuchtmitteln, das Licht nicht allseiti sondern nur an ihrer Lichtaustrittsfläche in Form eines schmalen Lichtkege emittieren, was in Verbindung mit dem Zusammenwirken einer aus dem Star der Technik vorbekannten Reflektoroptik im Hinblick auf eine gleichmäßic Lichtverteilung zu keiner akzeptablen Ausleuchtung einer groß« Lichtnutzfläche führte.On the other hand, the use of the LED for LED-based lighting fixtures in street lighting installations appears problematic, since the LEDs, unlike the conventional lighting fixtures, do not emit the light on all sides but only on their light exit surface in the form of a narrow beam of light, which in conjunction with the interaction of a The reflector technology known from the beginning of the art with regard to a uniform distribution of light did not lead to any acceptable illumination of a large light useful surface.
Auch der Einsatz spezieller Spiegel, Glasprismen oder ander Lichtleitsysteme führte auf Grund des spezifischen Aufbaus der LED und d daraus resultierenden lichttechnischen Eigenschaften zu keine nennenswerten Qualitätssprung.
Aus dem Stand der Technik sind außerdem LED-basierende Straßenbeleuchtungskonzepte vorbekannt, bei denen pro LED-Modul nur eine einfache Reflektoroptik eingesetzt wird, wobei die weitere Strahlformung in die allen Modulen nachgeordnete zentrale Leuchtenoptik verlagert wurde. Diese Lösungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie sehr kostenintensiv sind, einen großen Bauraum benötigen und das Lichtnutzfeld dennoch nicht homogen ausleuchten.The use of special mirrors, glass prisms or other lighting control systems also did not lead to a significant leap in quality due to the specific structure of the LED and the resulting lighting properties. In addition, LED-based street lighting concepts are previously known from the prior art, in which only a single reflector optics is used per LED module, the further beam shaping was moved to the central luminaire optics downstream of all modules. However, these solutions have the disadvantage that they are very costly, require a large amount of space and yet not illuminate the light field of use homogeneously.
In der US 7,090,370 B2 ist ein LED-basierender Beleuchtungskörper beschrieben, welcher ein Gehäuse mit darin platzierten LED, einen Reflektor sowie eine das Licht diffus streuende Austrittsfläche umfasst. Der allen LED gemeinsam zugeordnete zentrale Reflektor besteht hierbei aus einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Einzelreflektoren. Bei dieser Erfindung handelt es sich um einen Beleuchtungskörper mit einer zentralen Leuchtenoptik, welcher die vorgenannten Nachteile aufweist.US Pat. No. 7,090,370 B2 describes an LED-based lighting fixture which comprises a housing with an LED placed therein, a reflector and an exit surface which diffuses the light in a diffuse manner. The all LED commonly assigned central reflector here consists of a plurality of spaced apart individual reflectors. In this invention is a lighting fixture with a central luminaire optics, which has the aforementioned disadvantages.
Aus der DE 100 21 725 A1 ist ein facettierter Reflektor vorbekannt, der eine Mehrzahl von Einzelreflektoren enthält, die in einen Träger eingebettet sind. Eine Hauptfläche des Trägers stellt die Lichteintrittsseite dar, die andere Hauptfläche die Lichtaustrittseite. Die Einzelreflektoren können als Hohlräume in dem Träger ausgebildet sein, die vorzugsweise prismatische Form besitzen. Die zu reflektierende Strahlung wird an einem Teil der Hohlraumgrenzflächen totalreflektiert. Auf der Eintrittsseite des facettierten Reflektors ist eine Lichtquelle in Gestalt einer oder mehrerer LED platziert. Bei dieser Erfindung wird der facettierte Reflektor demnach von allen LED gemeinsam genutzt.From DE 100 21 725 A1 a faceted reflector is known, which contains a plurality of individual reflectors, which are embedded in a carrier. One main surface of the carrier represents the light entrance side, the other main surface the light exit side. The individual reflectors may be formed as cavities in the carrier, which preferably have a prismatic shape. The radiation to be reflected is totally reflected at a part of the cavity interfaces. On the entrance side of the faceted reflector, a light source in the form of one or more LEDs is placed. Thus, in this invention, the faceted reflector is shared by all LEDs.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass derzeit keine LED- basierenden Straßenleuchten auf dem Markt erhältlich sind, die den Anforderungen in Bezug auf die Energieeinsparung und die Ausleuchtung von Straßen gemäß geltender Normung entsprechen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, einen LED-basierenden Beleuchtungskörper vorzuschlagen, der eine zur Erzielung von für die Straßenbeleuchtungseinrichtungen erforderliche Beleuchtungsstärken geeignete Reflektoroptik aufweist, der ein nahezu homogenes Lichtraumprofil auf der Lichtnutzebene erzeugt und der ein effizientes Verhältnis zwischen Lichtstrom und eingesetzter Leistung liefert.In summary, it can be stated that there are currently no LED-based street lights available on the market that meet the requirements for energy saving and street lighting in accordance with applicable standardization. The object of the invention is now to propose an LED-based lighting fixture having a reflector optics suitable for achieving illuminance levels required for the street lighting devices, which generates a virtually homogeneous clearance profile on the Lichtwendzebene and which provides an efficient relationship between luminous flux and power used.
Erfindungsgemäß umfasst der LED-basierende Beleuchtungskörper mehrere Module, wobei jedes dieser Module jeweils ein optisches System zur Aufnahme einer LED-Trägerplatine mit zumindest einer darauf angeordneten LED, einen Reflektor sowie eine lichttransparente Abdeckung aufweist. Der den Lichtaustrittskegel der LED überspannende Reflektor ist dabei mit Facetten ausgebildet, wobei die einzelnen Facetten sich zu einer geschlossenen, kontinuierlich verlaufenden optischen Funktionsfläche ergänzen und sich dabei derart in einem bestimmten Winkel zueinander erstrecken, dass das von der LED emittierte Licht im Wesentlichen über die Facetten des Reflektors zur Lichtnutzebene gelenkt wird.According to the invention, the LED-based lighting body comprises a plurality of modules, each of these modules each having an optical system for receiving an LED carrier board with at least one LED arranged thereon, a reflector and a light-transparent cover. The reflector spanning the light exit cone of the LED is embodied with facets, wherein the individual facets complement each other to form a closed, continuously extending optical functional surface and thus extend at a specific angle to each other such that the light emitted by the LED essentially passes over the facets of the reflector is directed to the light utility plane.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedes dieser Module jeweils gasdicht gekapselt, sind mehrere Module gruppenweise gasdicht gekapselt oder es ist die Gesamtheit aller Module gasdicht gekapselt ausgebildet. Die Kapselungen sind entweder evakuiert ausgebildet oder mit einem Edelgas mit nichtoxydativer und/oder nichtkorrosiver Wirkung gefüllt.In a preferred embodiment of the invention, each of these modules is encapsulated in a gastight manner, several modules are encapsulated in groups gas-tight or it is formed the entirety of all modules gas-tight encapsulated. The encapsulations are either evacuated or filled with a noble gas with non-oxidative and / or non-corrosive action.
Bei jedem einzelnen Modul werden die Gesamtheit der Facetten durch einen zweiteilig gefertigten Reflektor gebildet, wobei ein erster Teil als eine den Lichtaustrittskegel der LED zumindest partiell überspannende Brücke und der zweite Teil durch eine die LED-Trägerplatine aufnehmende Basiseinheit ausgebildet ist.
Im Montagezustand des zweiteilig gefertigten Reflektors kontaktieren die jeweils äußeren Facetten der Brücke und die Facetten der Basiseinheit ohne Zwischenraum einander.In each individual module, the entirety of the facets are formed by a reflector made in two parts, a first part being formed as a bridge overhanging the light exit cone of the LED at least partially, and the second part being formed by a base unit receiving the LED carrier board. In the assembled state of the two-part reflector, the respective outer facets of the bridge and the facets of the base unit contact each other without a gap.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das von der LED emittierte Licht ausschließlich und damit nur indirekt über die Facetten des Reflektors zur Lichtnutzebene gelenkt. Dies wird dadurch erzielt, indem der Reflektor die LED im relativ kleinen Bereich ihrer Lichtaustrittsfläche nahezu vollständig abschirmt.In a particularly preferred embodiment of the invention, the light emitted by the LED light is directed exclusively and thus only indirectly via the facets of the reflector to the light utility plane. This is achieved by the reflector almost completely shields the LED in the relatively small area of its light exit surface.
Der den Lichtaustrittskegel der LED überspannende Reflektor ist unter Ausbildung eines Zwischenraums ausreichend von der Lichtaustrittsfläche der LED beabstandet, so dass das durch die LED emittierte Licht im Bereich der Lichtaustrittsfläche der LED ungehindert und vollständig den Reflektor anstrahlen kann.The reflector spanning the light exit cone of the LED is sufficiently spaced from the light exit surface of the LED to form a gap, so that the light emitted by the LED in the region of the light exit surface of the LED can radiate unhindered and completely the reflector.
Der erfindungsgemäße Reflektor ist zur Erzeugung einer von dem Lichtaustrittskegel der LED verschiedenen Strahlform ausgebildet. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Brücke des vorzugsweise zweiteilig ausgebildeten Reflektors im Querschnitt im Wesentlichen eine Doppel-T-Form mit zwei sich gegenüberliegenden Flanschen und einem sich zwischen den Flanschen erstreckenden Steg auf. Die beiden Flansche und der sich zwischen den Flanschen erstreckende Steg umfassen jeweils mehrere Facetten, die sich in mehr als zwei Ebenen zueinander erstrecken. Zur Erzeugung eines vorzugsweise indirekten Lichtstrahls des LED-basierenden Beleuchtungskörpers erstreckt sich der Reflektor derart über die LED bzw. die LED-Trägerplatine, dass der Lichtaustrittskegel der LED im Wesentlichen von dessen Steg überspannt wird.The reflector according to the invention is designed to generate a different beam shape from the light exit cone of the LED. In a particularly preferred embodiment of the invention, the bridge of the preferably two-part reflector has in cross-section substantially a double-T-shape with two opposing flanges and a web extending between the flanges. The two flanges and the web extending between the flanges each comprise a plurality of facets which extend in more than two planes to each other. To generate a preferably indirect light beam of the LED-based lighting fixture, the reflector extends over the LED or the LED carrier board such that the light exit cone of the LED is essentially spanned by its web.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, den Reflektor entweder vollständig aus einem reflektierenden Material oder aus einem Reflektorträger mit einer darauf
aufgebrachten reflektierenden Beschichtung zu fertigen. Aus Kostengründen und aus Gründen der Gewichtsverringerung würde man in der Praxis vorzugsweise einen aus Kunststoff bestehenden Reflektorträger einsetzen, auf dessen zur LED weisenden Seite eine Reflektorschicht bzw. Spiegelschicht auf die Facetten gebracht wird.In principle, it is possible, the reflector either completely made of a reflective material or from a reflector support with a to produce applied reflective coating. For cost reasons and for reasons of weight reduction would be in practice preferably use a reflector made of plastic reflector carrier, on the side facing the LED a reflector layer or mirror layer is brought to the facets.
Der Form des Reflektors, insbesondere dessen Facetten, wurde(n) in aufwändigen Mess- und Rechenverfahren im Hinblick auf ihre Form und Größe ermittelt. Das mittels der Facetten des Reflektors auf der Lichtnutzebene erzeugte Lichtraumprofil bzw. die durch den Reflektor erzeugte Strahlform weist im Wesentlichen eine Schmetterlingsform auf. Gegenüber den aus dem Stand der Technik vorbekannten LED-basierenden Beleuchtungskörpern werden mit dem erfindungsgemäßen LED-basierenden Beleuchtungskörper nahezu homogenen Lichtraumfelder ohne Dunkelstellen erzeugt; als ohne für den Nutzer erkennbare Lichtwellenberge oder -täler. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn homogen auszuleuchtende Lichtnutzebenen gefordert sind.The shape of the reflector, in particular its facets, has been determined in complex measuring and calculating methods with regard to their shape and size. The generated by the facets of the reflector on Lichtunterzebene clearance profile or the beam shape generated by the reflector has substantially a butterfly shape. Compared to the previously known from the prior art LED-based lighting fixtures are generated with the LED-based lighting fixture according to the invention almost homogeneous light spaces without dark areas; as without visible to the user Lichtwellenberge or valleys. This is particularly advantageous when homogeneously illuminated Lichtünzebenen are required.
Der erfindungsgemäße LED-basierende Beleuchtungskörper kann sowohl nur ein Modul als auch zum Zwecke einer höheren Beleuchtungsstärke mehrere Module umfassen. Unabhängig von der Anzahl der miteinander verschalteten Module entspricht die dabei entstehende gemeinsame Strahlform bzw. das Gesamtlichtraumprofil im Wesentlichen einer Schmetterlingsform, die sich auf der Lichtnutzebene abzeichnet. Erfindungsgemäß bleibt bei Ausbildung eines LED-basierenden Beleuchtungskörpers mit mehreren Modulen, im Defektfall eines dieser Module, das von den verbleibenden Modulen erzeugte Gesamtlichtraumprofil unverändert.The LED-based lighting fixture according to the invention can comprise a single module as well as a plurality of modules for the purpose of a higher illuminance. Regardless of the number of interconnected modules corresponds to the resulting common beam shape or the total light space profile substantially a butterfly shape, which is apparent on the Lichtwendzebene. According to the invention remains in training of a LED-based lighting fixture with multiple modules, in case of failure of one of these modules, the total light space profile generated by the remaining modules unchanged.
Das optische System des LED-basierenden Beleuchtungskörpers ist bevorzugt innerhalb einer Basiseinheit angeordnet, welche zur Aufnahme einer LED- Trägerplatine mit der darauf angeordneten LED sowie des Reflektors ausgebildet ist. Zur gezielten und besseren Wärmeableitung kann das optische
System eine an der Rückseite der LED-Trägerplatine, respektive der der LED abgewandten Seite der LED-Trägerplatine, angeordnete Wärmeleitschicht umfassen. Diese Wärmeleitschicht ist bevorzugt als Wärmeleitfolie in Form einer Metallfolie ausgebildet.The optical system of the LED-based lighting body is preferably arranged within a base unit, which is designed to receive an LED carrier board with the LED arranged thereon and the reflector. For targeted and better heat dissipation, the optical System comprise a on the back of the LED carrier board, respectively the side facing away from the LED side of the LED carrier board, arranged Wärmeleitschicht. This heat conducting layer is preferably formed as a heat conducting foil in the form of a metal foil.
Der LED-basierende Beleuchtungskörper ist sowohl für die Beleuchtung und Ausstrahlung von Innenräumen als auch für Außenanwendungen entsprechend konzipiert. Zur Vermeidung von Schmutzablagerungen und Alterungserscheinungen ist das aus dem optischen System und der lichttransparenten Abdeckung aufgebaute Modul gasdicht gekapselt.The LED-based lighting fixture is designed for both indoor and outdoor lighting applications. In order to avoid dirt deposits and aging phenomena, the module constructed from the optical system and the light-transparent cover is gas-tightly encapsulated.
Sofern, wie bereits erwähnt, mehrere Module innerhalb eines LED-basierenden Beleuchtungskörpers eingesetzt werden, sind diese vorzugsweise matrixartig in Spalten und Reihen zueinander angeordnet und miteinander verschaltet.If, as already mentioned, several modules are used within an LED-based lighting fixture, they are preferably arranged in a matrix-like manner in columns and rows to one another and connected to one another.
Zum Zu- und Abschalten von einzelnen Modulen, Gruppen von Modulen oder der Gesamtheit aller Module ist eine Steuer- oder Regeleinrichtung vorgesehen. Ferner kann der erfindungsgemäße LED-basierende Beleuchtungskörper mehrere Sensoren umfassen, die zur Energieeinsparung, zur Anpassung an unterschiedliche Lichtverhältnisse und zur Umsetzung von Nutzerwünschen, beispielsweise zum Zuschalten und Abschalten, eingesetzt werden. Diese Sensoren sind dazu als Sensoren zur Farbsteuerung und/oder zur Personenidentifizierung und/oder zur Helligkeitssteuerung ausgebildet und mit der Steuerung oder Regelung gekoppelt. Es hat sich dazu als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn beispielsweise die Beleuchtungsstärke und/oder Beleuchtungsfarbe der LED witterungs- und nutzerabhängig unter Verwendung dieser vorgenannten Sensoren und der Regelung/Steuerung steuerbar ausgebildet sind.
Ferner weist die LED jedes Moduls kontrastverändernde Eigenschaften auf, wodurch die Leistungsfähigkeit und die Performance des neuen LED- basierenden Beleuchtungskörpers signifikant erhöht werden.For switching on and off of individual modules, groups of modules or the totality of all modules, a control or regulating device is provided. Furthermore, the LED-based lighting body according to the invention may comprise a plurality of sensors which are used to save energy, to adapt to different lighting conditions and to implement user wishes, for example for switching on and off. These sensors are designed as sensors for color control and / or for personal identification and / or brightness control and coupled to the controller or control. It has been found to be particularly advantageous if, for example, the illuminance and / or illumination color of the LED weather-dependent and user-dependent using these aforementioned sensors and the control / control are controllable. Furthermore, the LED of each module has contrast-altering properties, which significantly increases the performance and performance of the new LED-based lighting fixture.
Ein geeignetes Anwendungsfeld des LED-basierenden Beleuchtungskörpers ist die Straßen- und Platzbeleuchtung, bei der homogen auszuleuchtende Lichtnutzebenen ohne Dunkelstellen nicht nur gewünscht, sondern auch gesetzlich vorgeschrieben sind. In Abhängigkeit der Beleuchtungshöhe der für die Straßenbeleuchtung eingesetzten LED-basierenden Beleuchtungskörper können dessen Module in der Anzahl entweder variabel sein oder bei einer unveränderten Modulanzahl die Anschlussspannung der Module entsprechend angepasst, d. h. erhöht oder verringert, werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, Module nur gruppenweise anzusteuern.A suitable field of application of the LED-based lighting fixture is the street and court lighting, in which homogeneously illuminated Lichtünzebenen without dark spots not only desired, but are also required by law. Depending on the illumination height of the LED-based lighting fixture used for street lighting, its number of modules may be either variable or, if the number of modules is unchanged, the terminal voltage of the modules adapted accordingly, ie. H. increased or decreased. Furthermore, it is possible to control modules only in groups.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung eines derartigen LED-basierenden Beleuchtungskörpers für Straßenleuchten weist eine im Querschnitt elliptische Form auf, wobei mehrere übereinander platzierte elliptische Elemente gemeinsam das zur Aufnahme mehrere Module vorgesehene Gehäuse bilden. Dazu sind im Querschnitt kleinere und größere elliptische Elemente alternierend angeordnet, wobei die im Querschnitt größeren und nach außen herausragenden Elemente zur optimalen Wärmeabfuhr eingesetzt werden. Die vorzugsweise aus Aluminium hergestellten und das Gehäuse der Straßenleuchte bildende Ellipsen weisen nur eine sehr geringe Aufbauhöhe in einem Bereich zwischen 7cm und 15 cm auf. Diese extrem flache Bauweise wird unter Verwendung der besonders raumsparenden Reflexionsoptik des erfindungsgemäßen LED-basierenden Beleuchtungskörpers erzielt. Die Strahlformung des emittierten Lichts erfolgt dabei jeweils in den Modulen mittels des Reflektors. Eine den jeweiligen Modulen nachgeordnete Strahlformung gemeinsam für alle Module mittels einer zentralen Leuchtenoptik ist erfindungsgemäß nicht mehr notwendig.
Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:A particularly preferred embodiment of such an LED-based lighting fixture for street lamps has an elliptical shape in cross section, wherein a plurality of elliptical elements placed one above the other together form the housing provided for receiving a plurality of modules. For this purpose, smaller and larger elliptical elements are arranged alternately in cross-section, wherein the larger in cross section and outwardly projecting elements are used for optimal heat dissipation. The preferably made of aluminum and the housing of the street lamp forming ellipses have only a very low construction height in a range between 7cm and 15 cm. This extremely flat design is achieved using the particularly space-saving reflection optics of the LED-based lighting fixture according to the invention. The beam shaping of the emitted light takes place in each case in the modules by means of the reflector. A beam forming downstream of the respective modules together for all modules by means of a central luminaire optics is no longer necessary according to the invention. The significant advantages and features of the invention over the prior art are essentially:
■ modulartiger Aufbau des LED-basierenden Beleuchtungskörpers, wobei jedes der Module jeweils ein optisches System zur Aufnahme einer LED-Trägerplatine mit zumindest einer darauf angeordneten LED, einen Reflektor sowie eine lichttransparente Abdeckung umfasst, ■ of modular construction of the LED-based lighting fixture, wherein each of each of the modules comprises an optical system for receiving an LED mounting board having at least one LED mounted thereon, a reflector and a light-transparent cover,
■ durch Einsatz eines speziell geformten und die LED überspannenden Reflektors mit vielen Facetten wird das von der LED emittierte Licht im Wesentlichen über die Facetten des Reflektors zur Lichtnutzebene gelenkt, ■ by using a specially shaped and multi-faceted LED-spanning reflector, the light emitted by the LED is directed essentially to the light utility plane via the facets of the reflector,
■ die im Querschnitt im Wesentlichen Doppel-T-förmig ausgebildete Brücke des zweiteiligen Reflektors generiert eine von dem Lichtaustrittskegel der LED verschiedene Strahlform, ■ substantially double-T-shaped in cross-section bridge of the two-piece reflector generates a different from the light exit cone of the LED beam shape,
■ die vom Reflektor erzeugte Strahlform weist im Wesentlichen eine auf der Lichtnutzebene erzeugte Schmetterlingsform bzw. ein im Querschnitt schmetterlingsartig ausgebildetes Lichtraumprofil auf, ■ the reflector generated by the beam shape has a substantially butterfly shape or produced on the working plane of light, a butterfly-like design in cross-section clearance profile,
■ der modulartige Aufbau des LED-basierenden Beleuchtungskörpers verringert die Redundanz und die Ausfallzeiten signifikant, ■ the modular design of the LED-based lighting fixture significantly reduces redundancy and downtime,
■ durch die Ausbildung des LED-basierenden Beleuchtungskörpers mit mehreren Modulen bleibt im Defektfall eines oder mehrere dieser Module das von den verbleibenden Modulen erzeugte Gesamtlichtraumprofil unverändert, ■ by forming the LED-based lighting fixture with several modules, in case of defect of one or several of these modules, the total light-space profile generated by the remaining modules remains unchanged,
■ jedes einzelne Modul, mehrere gruppenweise zusammengefasste Module oder die die Gesamtheit der Module sind gasdicht gekapselt ausgebildet, wodurch die die Leuchtstärke verringernden Ab- und
Anlagerungen sowie die Alterungsprozesse vermieden werden und eine modulare Austauschbarkeit ermöglicht wird, ■ every single module, several modules summarized in groups or the entirety of the modules are gas-tight encapsulated, whereby the luminosity reducing Ab- and Deposits and the aging processes are avoided and a modular interchangeability is made possible
■ mittels der erstmals für die Straßenbeleuchtung tatsächlich nutzbaren LED mit ihren lichttechnischen Eigenschaften wird eine Harmonie zwischen eingesetzter Leistung und dem zur Verfügung stehenden Lichtstrom erreicht, ■ By means of the LED, which can be used for street lighting for the first time, with its technical lighting properties, a harmony between the power used and the available luminous flux is achieved.
■ der vorzugsweise für die Straßenbeleuchtung entwickelte LED- basierende Beleuchtungskörper sichert hohe Standzeiten und verringert die Wartungsintervalle signifikant, ■ The LED-based lighting fixture, which was developed especially for street lighting, ensures a long service life and significantly reduces maintenance intervals.
■ die Beleuchtungsstärke des LED-basierenden Beleuchtungskörpers kann problemlos unter Verwendung einer Regelung/Steuerung durch eine Zu- oder Abschaltung einzelner Module oder Modulgruppen oder durch eine Anpassung der Anschlussspannung variiert werden und ■ the illuminance of the LED-based lighting fixture can easily be varied using control / regulation by switching individual modules or groups of modules on or off or by adapting the supply voltage, and
■ der LED-basierende Beleuchtungskörper kann durch einen Anwender gefahrenfrei und problemlos montiert werden. ■ The LED-based lighting fixture can be mounted safely and easily by a user.
Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:The objectives and advantages of this invention will become better understood and appreciated after a careful study of the following detailed description of the preferred non-limiting example embodiments of the invention herein, together with the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 : eine Explosionsdarstellung des LED-basierendenFig. 1: an exploded view of the LED-based
Beleuchtungskörpers,Lighting fixture,
Fig. 2: den Reflektor in einer Perspektivdarstellung von oben undFig. 2: the reflector in a perspective view from above and
Fig. 3: den Reflektor in einer weiteren Perspektivdarstellung, seitlich.Fig. 3: the reflector in a further perspective view, laterally.
Die Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen LED- basierenden Beleuchtungskörpers 1. Der LED-Beleuchtungskörper 1 besteht
aus mehreren Modulen, wobei jedoch nur ein einziges Modul 2 exemplarisch dargestellt ist. Das Modul 2 besteht aus einem optischen System 3 und einer lichttransparenten Abdeckung 4 mit einem Transmissionsgrad von ca. 70%, vorzugsweise ein entspiegeltes Glas. Das optische System 3 und dessen transparente Abdeckung 4 sind zum Zwecke der Bildung einer gasdichten Kapsel unter Verwendung einer - durch eine Strichlinie dargestellten - Dichtung fest miteinander verbunden. Aus montagetechnischen Gründen hat sich besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das optische System 3 innerhalb einer vorzugsweise metallisch ausgebildeten Basiseinheit 10, wie dargestellt, platziert ist. Das optische System 3 umfasst eine gelbe LED 5 und einen den Lichtaustrittskegel der LED 5 überspannenden zweiteiligen Reflektor 6 mit Facetten 6.1 gemäß den Figuren 2 und 3, die sich derart in einem bestimmten Winkel zueinander erstrecken, dass das von der LED 5 emittierte Licht ausschließlich und damit nur indirekt über die Facetten 6.1 des Reflektors 6 die Lichtnutzebene erreicht. Die im Querschnitt im Wesentlichen Doppel-T-förmig ausgebildete Brücke des Reflektors 6 ist hierbei aus einem aus Kunststoff gefertigten Reflektorträger mit einer darauf aufgebrachten reflektierenden Beschichtung aufgebaut. Innerhalb der Basiseinheit 10 ist ferner eine LED- Trägerplatine 8 zur Aufnahme der darauf angeordneten LED 5 sowie des Reflektors 6 angeordnet. An der Rückseite der LED-Trägerplatine 8, respektive der der LED 5 abgewandten Seite der LED-Trägerplatine 8 ist eine zum Zwecke der besseren Wärmeabfuhr vorgesehene Wärmeleitschicht in Form einer aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Wärmeleitfolie platziert.1 shows an exploded view of the LED-based lighting fixture 1 according to the invention. The LED lighting fixture 1 consists from several modules, but only a single module 2 is shown as an example. The module 2 consists of an optical system 3 and a light transparent cover 4 with a transmittance of about 70%, preferably an anti-reflective glass. The optical system 3 and its transparent cover 4 are fixedly connected to each other for the purpose of forming a gas-tight capsule using a gasket shown by a dashed line. For assembly reasons, has proven particularly advantageous when the optical system 3 is placed within a preferably metallic base unit 10, as shown. The optical system 3 comprises a yellow LED 5 and a two-part reflector 6 with facets 6.1 according to FIGS. 2 and 3, spanning the light exit cone of the LED 5, which extend at a specific angle to one another such that the light emitted by the LED 5 is exclusively and thus only indirectly via the facets 6.1 of the reflector 6 reaches the Lichtwendzebene. The essentially double-T-shaped cross-section of the reflector 6 is constructed here from a reflector carrier made of plastic with a reflective coating applied thereto. Within the base unit 10, an LED support board 8 for receiving the LED 5 arranged thereon and the reflector 6 is further arranged. At the rear side of the LED carrier board 8, respectively the side of the LED carrier board 8 facing away from the LED 5, a heat-conducting layer provided for the purpose of better heat dissipation is placed in the form of a heat-conducting foil consisting of copper or aluminum.
Die Figuren 2 und 3 zeigen ein und denselben erfindungsgemäßen Reflektor 6 in einer detaillierten Perspektivdarstellung von oben und einer seitlichen Perspektivdarstellung. Die im Wesentlichen im Querschnitt Doppel-T-förmig ausgebildete Brücke des Reflektors 6 entspricht einem unregelmäßig geformten, jedoch symmetrisch ausgebildeten Körper mit zwei Flanschen 6.2 und einem Steg 6.3. Die Länge beträgt ca. 50 mm, die Breite etwa 40 mm und die Höhe nur 21 mm. Die effektiv zur Verfügung stehende Reflexionsfläche
beträgt dabei 7,5 x 10,1 mm2. Die Symmetrieachse des Reflektors 6 verläuft orthogonal zur Lichtachse in Richtung der Längsachse des Stegs 6.3. Die beiden sich gegenüberliegenden Flansche 6.2 und der sich zwischen den Flanschen 6.2 erstreckende Steg 6.3 umfassen jeweils zur LED 5 weisende Facetten 6.1 , wobei im dargestellten Beispiel der Lichtaustrittskegel der LED 5 vollständig vom Steg 6.3 des Reflektors 6 überspannt wird. Die einzelnen Facetten 6.1 erstrecken sich dabei derart in einem bestimmten Winkel zueinander, dass das von der LED 5 emittierte Licht ausschließlich nur indirekt über die Facetten 6.1 des Reflektors 6 die Lichtnutzebene erreicht. Wie für den Betrachter erkennbar ist, verjüngt sich der Steg 6.3 des Reflektors 6 ausgehend von seiner Oberseite bis hin zu der der LED zugewandten Unterseite. Die Facetten 6.1 sind dabei als Oktagon unterschiedlicher Größe ausgebildet, und erstrecken sich ausgehend von der Oberseite des Reflektors 6 bis hin zu der keilartig ausgebildeten Unterseite des Reflektors 6. Zwischen der Unterseite des Reflektors 6 und der auf einer LED-Trägerplatine 8 angeordneten LED 5 ist ein Zwischenraum 7 ausgebildet, so dass das von der LED 5 emittierte Licht ungehindert alle Facetten 6.1 des Reflektors 6 anstrahlen kann. Mittels der Facetten 6 wird eine Strahlform erzeugt, die von der Strahlform des Lichtaustrittskegels der LED 5 verschieden ist. Das auf der Lichtnutzebene erzeugte Lichtraumprofil bzw. die Strahlform entspricht im Wesentlichen einer Schmetterlingsform mit nahezu homogenen Lichtraumfeldern ohne Dunkelstellen.Figures 2 and 3 show one and the same reflector 6 according to the invention in a detailed perspective view from above and a lateral perspective view. The essentially cross-sectionally double-T-shaped bridge of the reflector 6 corresponds to an irregularly shaped, but symmetrically shaped body with two flanges 6.2 and a web 6.3. The length is about 50 mm, the width about 40 mm and the height only 21 mm. The effectively available reflection surface is 7.5 x 10.1 mm 2 . The symmetry axis of the reflector 6 extends orthogonally to the light axis in the direction of the longitudinal axis of the web 6.3. The two opposing flanges 6.2 and 6.3 extending between the flanges 6.3 comprise each of the LED 5 facing facets 6.1, in the illustrated example, the light exit cone of the LED 5 is completely spanned by the web 6.3 of the reflector 6. The individual facets 6.1 extend in such a way at a certain angle to one another that the light emitted by the LED 5 reaches the light utilization plane only indirectly via the facets 6.1 of the reflector 6. As can be seen by the viewer, the web 6.3 of the reflector 6 tapers from its upper side to the bottom side facing the LED. The facets 6.1 are formed as an octagon of different sizes, and extend from the top of the reflector 6 to the wedge-shaped bottom of the reflector 6. Between the bottom of the reflector 6 and arranged on an LED support board 8 LED 5 is a gap 7 is formed, so that the light emitted by the LED 5 light can illuminate unhindered all facets 6.1 of the reflector 6. By means of the facets 6, a beam shape is generated which is different from the beam shape of the light exit cone of the LED 5. The generated on the light utility plane clearance profile or the beam shape substantially corresponds to a butterfly shape with almost homogeneous light space fields without dark spots.
Bei einer nichtdargestellten matrixartigen Anordnung von 20 Modulen 2 mit einer Anordnung von 4 x 5 Modulen zur Anwendung als LED-basierende Straßen leuchte wird eine elektrische Anschlussleistung von 100 Watt benötigt. Die von allen Modulen 2 zusammen erbrachte Beleuchtungsstärke beträgt dabei 10 Ix, wodurch ein in einer Beleuchtungshöhe von 8m platzierter LED- basierender Beleuchtungskörper 1 eine Lichtnutzebene mit einer Fläche von etwa 40 x 7,5 m2 homogen ausleuchten kann.
LISTE DER BEZUGSZEICHENIn an unillustrated matrix-like arrangement of 20 modules 2 with an array of 4 x 5 modules for use as an LED-based street lighting an electrical connection power of 100 watts is needed. The illuminance provided by all the modules 2 together amounts to 10 lx, as a result of which an LED-based lighting body 1 placed at an illumination height of 8 m can homogeneously illuminate a light utility plane with an area of approximately 40 × 7.5 m 2 . LIST OF REFERENCE SIGNS
1 LED-basierender Beleuchtungskörper1 LED-based lighting fixture
2 Modul2 module
3 optisches System3 optical system
4 Abdeckung4 cover
5 LED5 LEDs
6 Reflektor6 reflector
6.1 Facette6.1 facet
6.2 Flansch6.2 Flange
6.3 Steg6.3 Footbridge
7 Zwischenraum7 gap
8 LED-Trägerplatine8 LED carrier board
9 Wärmeleitschicht9 heat conducting layer
10 Basiseinheit10 base unit
11 Dichtung
11 seal