EP2647909B1 - Leuchte mit passiver Kühlung - Google Patents

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EP2647909B1
EP2647909B1 EP13158310.6A EP13158310A EP2647909B1 EP 2647909 B1 EP2647909 B1 EP 2647909B1 EP 13158310 A EP13158310 A EP 13158310A EP 2647909 B1 EP2647909 B1 EP 2647909B1
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EP
European Patent Office
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carrier
light
hollow space
light according
housing
Prior art date
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EP13158310.6A
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French (fr)
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EP2647909A1 (de
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Zaki Wimmer
Florian Ettmayer
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Osram SBT GmbH
Original Assignee
Siteco Beleuchtungstechnik GmbH
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Publication date
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    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • F21Y2115/15Organic light-emitting diodes [OLED]

Definitions

  • the invention relates to a lamp, in particular a lamp for lighting purposes.
  • the light can be designed in particular as an interior or exterior light.
  • WO 03/036159 A1 is a clean room light known, which has a frame and a reflector therein. Above the reflector solid-state light sources are arranged in the frame, which are mounted on a heat sink. The heat sink is adjacent to a cable channel with its upper side and is provided on its underside with a rib structure.
  • US 2012/0051058 A1 discloses a lamp in which a plurality of LEDs are arranged on a circuit board. Further, a transparent optical membrane is provided, which extends horizontally through the pear-shaped lamp. Electromechanical transducers drive the optical membrane to cause pulsatile up / down movement of the membrane. This creates an airflow that passes through slots in the board.
  • US 2006/0098440 A1 discloses a lamp with light-emitting diodes which are arranged on a circuit board. Furthermore, a system of replaceable lenses is provided which can be screwed onto a heat sink.
  • the post-published EP 2 525 145 A1 discloses a luminaire with active cooling.
  • the luminaire comprises a light module with a surface section which is in thermal contact with the luminous means, as well as a channel through which a cooling medium can flow.
  • An inner wall of the channel comprises the surface portion of the light module.
  • an active circulation device is provided for circulating the cooling medium.
  • nachveröttingte WO 2012/100022 A2 discloses a pear shaped lamp with a circuit board and one or more LEDs.
  • a heat sink is provided within the pear shaped housing which draws thermal energy from the LED using graphite based materials.
  • the DE 20 2010 004 868 U1 discloses LED bulbs on a tube-like cooling element.
  • the cooling element with the LED lighting means is arranged in a lantern-shaped or cylindrical housing and is cooled by means of a fluid flowing through and around the cooling element.
  • the DE 10 2009 031 613 A1 discloses a fluid convection heat dissipation device.
  • An LED carrier is integrated in a housing wall of a cavity in which a fluid circulates by convection and gives off heat to a housing wall having cooling fins.
  • the WO 2010/030063 A1 discloses a lighting device having a housing in which a fluid circulates by convection.
  • the housing is cylindrical and closed with a flat cover parallel to a lamp carrier inside the housing.
  • the object of the present invention is to provide a luminaire which allows a simple, efficient cooling of the luminous means.
  • the invention provides a luminaire, in particular an interior or exterior luminaire with a luminaire housing and a transparent cover, which define a cavity filled with fluid, in particular air, wherein an inner side of the luminaire housing which partially bounds the cavity is arched.
  • a support for at least one light source is accommodated, which has a first side for the arrangement of the at least one luminous means and an opposite second side.
  • the carrier is arranged inside the cavity such that heat generated by the at least one light source and conducted through the carrier to the second side can be dissipated by convection of the fluid at least partially to the inside of the light housing.
  • the cavity includes any fluid that may be used for convection, for purposes of simplicity of description, it will be assumed hereinafter that the cavity is filled with air. However, those skilled in the art will recognize that the cavity may alternatively or additionally also be filled with another fluid, in particular with another gas.
  • the lighting means is in good thermal contact with the carrier.
  • the heat generated by the light source is delivered to the carrier via the first side.
  • the heat reaches its second side, where it is released to the surrounding air.
  • the carrier is arranged inside the cavity of the luminaire in such a way that the air located above the second side of the carrier can transport the heat away from the carrier by means of a convection process. In this way, the heat generated is at least partially dissipated to the lamp housing. This allows efficient cooling of the lamp, without the need for other, in particular active components, such as a fan or a circulation pump. Further, according to the invention, no further coolant, such as e.g.
  • the first and / or the second side of the carrier may be at least partially smooth and / or flat, so that the fluid can flow unhindered over the first or second side.
  • the first and / or the second side of the carrier is unstructured and in particular does not have cooling structures, such as e.g. Cooling fins on.
  • the support, in particular on the second side may be provided with cooling fins.
  • the inside Due to the curvature of the inside, this has a larger surface area, so that the heat can be efficiently delivered to the luminaire housing and the cooling effect is improved.
  • the inside can in particular be curved inward or outward and / or bell-shaped.
  • the luminaire can be designed, in particular, as a trough luminaire, recessed or surface-mounted luminaire, pendant luminaire, floor lamp, ceiling or wall luminaire.
  • the luminaire can be designed as an outdoor luminaire, preferably as a decorative outdoor luminaire. It is preferred that the lamp is arranged so that in the mounted state of the lamp, an air flow over at least a portion of an outer side of the lamp housing, in particular in the region of the cavity is made possible. In this way, the heat generated by the lamp can be effectively delivered through the lamp housing to the environment.
  • the light-emitting means may in particular be a group of LEDs (light-emitting diodes) or OLEDs (organic light-emitting devices).
  • the transparent cover has means for directing light, for example a prism structure and / or a lens structure.
  • the means for directing the light can be formed on the cover or arranged as separate components on the cover.
  • the means for directing the light can be arranged on an outer and / or an inner side of the cover.
  • the luminaire housing does not necessarily have to be made of a material with particularly high thermal conductivity, in particular when using bulbs with low heat generation. This allows the designer to select the material in other ways, especially in terms of space requirements, weight or design.
  • the lamp housing can be made of plastic.
  • the light housing may be made of metal, for example, aluminum. In this way, the heat can be better dissipated from the inside of the lamp housing to the outside and the lamps are cooled more efficiently. This is particularly advantageous for bulbs with high heat generation and / or small volume lights.
  • the housing is made of sheet metal, so that the heat can be dissipated easily to an outside of the lamp housing.
  • the transparent cover may be made of a transparent plastic, in particular of polymethyl methacrylate (PMMA) or of glass.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the cover and the luminaire housing may be attached to each other, e.g. by means of a screw, latch or bayonet connection.
  • the luminaire has further components, for example light-directing means such as a reflector or lenses, and / or a power supply.
  • light-directing means such as a reflector or lenses
  • / or a power supply One or more of the ingredients may be incorporated into the cavity. It should be noted, however, that the cooling of the carrier by means of convection is still possible.
  • the luminaire housing has a greater distance to the carrier over a central region of the carrier than over a peripheral region of the carrier. In this way, a greater distance to the lamp housing is achieved over a central region of the carrier. This improves the convection. This is particularly advantageous when the lighting means is arranged at the central region of the carrier. Furthermore, it can be provided that the luminaire housing is arched over the carrier like a fireplace to the outside. This further improves the cooling.
  • the transparent cover has a greater distance to the carrier over a central region of the carrier than over a peripheral region of the carrier. Similar to the luminaire housing, this embodiment of the cover improves the convection within the cavity below the carrier and thus provides improved cooling.
  • an inner side of the transparent cover which partially delimits the hollow space is arched over a central region of the support and can in particular have a shape of a tub or a shape of a hollow sphere cutout, preferably a hemisphere.
  • This causes a larger surface area of the inside of the cover, so that heat can be efficiently delivered to the cover.
  • This is especially preferred when the convection also detects a portion of the cavity defined by the cover, e.g. in that the carrier has through-holes or defines a gap with a border of the cavity.
  • the carrier is designed as a carrier plate.
  • the carrier is flat. This allows the fluid to flow freely over the carrier plate, whereby the convection is further improved.
  • the second side of the carrier is in particular not convexly curved.
  • the luminaire housing and the cover abut each other along a plane, the carrier preferably being arranged along the plane.
  • the luminaire housing and the cover can be connected to each other in particular along the plane.
  • the concern and in particular the connection of the luminaire housing and the cover along a plane facilitates the mounting of the cover to the luminaire housing.
  • the arrangement of the carrier along the plane makes it easy for a fitter to reach after the transparent cover has been removed. In this way he can easily replace the bulb. Furthermore, this causes a central arrangement of the carrier in the cavity, so that in particular to the lamp housing is sufficient distance to allow efficient convection.
  • the lamp further comprises one or more arranged on a board or on a module lamp, in particular a group of LED and / or OLED, wherein the board or the module on the first side of the carrier and in thermal contact with the Carrier, in particular by means of a thermal paste, a thermally conductive adhesive or a planteleitfolie is attached.
  • the arrangement on a board or a module allows easier mounting of the light source to the carrier.
  • the carrier may be made of a metallic material without fear of short circuits of the lighting means. A good thermal connection of the board or the module to the carrier is preferred, since the heat generated by the lamp is dissipated from the board or the module to the carrier.
  • the module may further comprise a cover, by which the lighting means is at least partially covered.
  • the lighting means may e.g. be arranged laterally on the module and / or in the module.
  • the carrier may in particular be made of plastic or of metal, in particular of aluminum, steel or copper. These materials are preferred because they have high thermal conductivity so that the heat is efficiently conducted from the first to the second side of the carrier.
  • the optimum thickness of the carrier depends on various factors, such as the shape and material of the lamp housing, the carrier and the board. Too small a thickness limits the dispersion of heat within the carrier, so that the heat is insufficiently distributed over the second side of the carrier. However, if the thickness is too high, the air is heated over the entire second side of the carrier so that there is a large buoyancy force of the air molecules everywhere, making it difficult to circulate the air in the cavity.
  • the support may have a thickness between 1 mm and 20 mm, in particular between 1 mm and 12 mm, preferably between 2 mm and 10 mm and particularly preferably between 4 mm and 8 mm ,
  • the carrier fills a cross section through a cavity.
  • the carrier extends through the entire Cavity, so that a particularly large surface area on the second side of the carrier for the delivery of heat and for generating the Konventionstromes available.
  • At least one gap sized to allow passage of fluid in the cavity between an area above the second side and an area above the first side of the carrier is defined between the carrier and a rim of the cavity.
  • the convection senses the entire cavity on both sides of the carrier. This allows a better distribution of the heat generated by the bulb in the cavity. Furthermore, in this way, the heat can also be delivered to the transparent cover, so that its outer side also contributes to the release of heat to the surrounding air.
  • the gap is a gap circulating around the carrier. This embodiment allows the fluid to pass from one side of the carrier to the other over the entire circumference of the carrier. Convection within the cavity is thus improved.
  • the carrier may have one or more through-openings to allow passage of fluid from one side of the carrier to another side of the carrier. This improves the heat distribution within the cavity.
  • Through openings in the carrier are particularly advantageous in connection with a gap, since the fluid flowing down through the gap can flow back up through the through openings.
  • the passage openings and / or the at least one gap may be round and / or angularly shaped.
  • the carrier is arranged within a subregion of the cavity defined by the luminaire housing.
  • the carrier is protected by the lamp housing. This is preferred over other embodiments in which the carrier is arranged within a subregion defined by the transparent cover.
  • the carrier does not protrude during assembly when the cover is removed, so that accidental damage can be avoided.
  • the luminaire housing and the cover seal the cavity to the outside.
  • the luminaire housing and the cover can insulate the cavity from the outside so that dust or moisture can not penetrate therein.
  • the carrier, the lighting means and possibly located in the cavity electronic components is protected.
  • FIG. 1 shows a lamp with a bell-shaped lamp housing 2 and an attached hemispherical transparent cover 3.
  • the lamp housing 2 and the cover 3 include a cavity and surround it completely.
  • the luminaire housing 2 and the transparent cover 3 are connected to one another along an annular line which defines a plane in which a carrier 5 is arranged.
  • the carrier 5 is in the in FIG. 1 illustrated embodiment as a separating plate between a defined by the lamp housing 2 portion of the cavity and a defined by the transparent cover 3 portion.
  • the carrier 5 separates these two sections completely from each other.
  • the carrier 5 is connected at its edge to the lamp housing 2.
  • a board 4 with a plurality of LED as the light source On a first side of the carrier 5 (bottom in FIG. 1 ) is arranged a board 4 with a plurality of LED as the light source. During operation, the LEDs generate heat, which is delivered via the board 4 to the carrier 5. The heat is within the carrier 5 from the first side to an opposite, the lamp housing 2 facing the second Page directed. As a result, the air located above the second side of the carrier 5 is heated, so that convection begins and an air flow is generated, as illustrated in FIG. 1 by means of the arrows provided with reference number 6.
  • the bulbs in particular heat a region of the carrier 5 in an environment of the circuit board 4.
  • the air heated there over the second side rises and reaches the luminaire housing 2. There, the air releases some of its heat to the luminaire housing 2 and flows to the Sides of the luminaire housing 2 back downwards in the direction of the carrier 5.
  • FIG. 1 A partition 7 in the luminaire housing 2 is shown above the carrier 5.
  • the partition 7 is arranged parallel to the carrier 5.
  • the partition 7 prevents too much rising of the heated air during the convection process. In this way, the convection movement of the air can be adjusted in order to achieve optimum release of heat to the luminaire housing 2.
  • FIG. 2 a further embodiment of a lamp with a bell-shaped lamp housing 2 and a hemispherical transparent cover 3 is shown.
  • the carrier used 5 This fills in FIG. 2 not the complete cross section through the cavity. Rather, a circumferential gap 8 is formed between the carrier 5 and the border of the cavity defined by the luminaire housing 2.
  • the carrier 5 has a plurality of angular through openings 9. Through the gap 8 and through the passage openings 9, air can circulate between a portion above the support 5 and a portion below the support 5 within the cavity. In particular, the air cooled on the luminaire housing 2 flows through the gap 9 into the subregion of the cavity defined by the cover 3.
  • the cover 3 There she reaches the cover 3 and gives another part of the heat to this. Subsequently, the air flows through the through holes 9 back into the upper portion of the cavity, which is defined by the lamp housing. Through the gap 8 and the openings 9, the heat can be better distributed in the cavity and be delivered except to the lamp housing 2 and the transparent cover 3. In this way, a larger area of the outer surface of the lamp is available for heat dissipation.
  • the light can be used in particular with a 50 W light source.
  • the luminaire housing made of plastic be made. Due to the bell shape of the luminaire housing 2, the heat is emitted over a large area to this, so that no particularly good heat conducting material such as aluminum is required. In this way, the production cost of the lamp can be lowered and the lamp is easier to manufacture.
  • a thickness of the carrier 5 in the region of the board between 4 mm and 8 mm is sufficient, wherein the carrier 5 is made of aluminum.
  • the luminaire housing and / or the cover can be trough-shaped.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere eine Leuchte zu Beleuchtungszwecken. Die Leuchte kann insbesondere als Innenraum- oder Außenleuchte ausgebildet sein.
  • Aus der Druckschrift WO 03/036159 A1 ist eine Reinraumleuchte bekannt, welche einen Rahmen und einen darin befindlichen Reflektor aufweist. Oberhalb des Reflektors sind in dem Rahmen Festkörperlichtquellen angeordnet, welche auf einem Kühlkörper angebracht sind. Der Kühlkörper grenzt mit seiner Oberseite an einen Kabelkanal und ist an seiner Unterseite mit einer Rippenstruktur versehen.
  • US 2012/0051058 A1 offenbart eine Lampe, bei der mehrere LEDs auf einer Platine angeordnet sind. Ferner ist eine transparente optische Membran vorgesehen, die sich horizontal durch die birnenförmige Lampe erstreckt. Elektromechanische Wandler treiben die optische Membran an, um eine pulsierende Aufwärts-/Abwärtsbewegung der Membran zu bewirken. Hierdurch wird ein Luftstrom erzeugt, der durch Schlitze in der Platine verläuft.
  • US 2006/0098440 A1 offenbart eine Lampe mit Leuchtdioden, die auf einer Platine angeordnet sind. Ferner ist ein System austauschbarer Linsen vorgesehen, die auf einen Kühlkörper geschraubt werden können.
  • Die nachveröffentlichte EP 2 525 145 A1 offenbart eine Leuchte mit aktiver Kühlung. Die Leuchte umfasst ein Lichtmodul mit einem Oberflächenabschnitt, der im thermischen Kontakt mit dem Leuchtmittel steht, sowie einen Kanal, der von einem Kühlmedium durchströmbar ist. Eine Innenwandung des Kanals umfasst den Oberflächenabschnitt des Lichtmoduls. Ferner ist eine aktive Umwälzeinrichtung zur Umwälzung des Kühlmediums vorgesehen.
  • Die ebenfalls nachveröffentlichte WO 2012/100022 A2 offenbart eine birnenförmige Lampe mit einer Platine und einer oder mehreren LED. Ein Kühlkörper ist innerhalb des birnenförmigen Gehäuses vorgesehen, der thermische Energie von den LED abzieht, wobei auf Graphit basierende Materialien verwendet werden.
  • Die DE 20 2010 004 868 U1 offenbart LED-Leuchtmittel auf einem rohrartig ausgebildeten Kühlelement. Das Kühlelement mit den LED-Leuchtmitteln ist in einem laternenförmigen oder zylinderförmigen Gehäuse angeordnet und wird mittels eines durch und um das Kühlelement strömenden Fluids gekühlt.
  • Die DE 10 2009 031 613 A1 offenbart eine Fluidkonvektions-Wärmeableitungsvorrichtung. Ein LED-Träger ist in einer Gehäusewandung eines Hohlraums integriert, in welchem ein Fluid durch Konvektion zirkuliert und Wärme an eine Gehäusewandung, die Kühlrippen aufweist, abgibt.
  • Die WO 2010/030063 A1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Gehäuse, in dem ein Fluid durch Konvektion zirkuliert. Das Gehäuse ist zylinderförmig ausgebildet und mit einer ebenen Abdeckung parallel zu einem Leuchtmittelträger im Inneren des Gehäuses geschlossen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte bereitzustellen, welche eine einfache, effiziente Kühlung des Leuchtmittels erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Leuchte gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die Erfindung stellt eine Leuchte, insbesondere eine Innenraum- oder Außenleuchte mit einem Leuchtengehäuse und einer transparenten Abdeckung bereit, welche einen mit Fluid, insbesondere mit Luft gefüllten Hohlraum definieren, wobei eine den Hohlraum teilweise begrenzende Innenseite des Leuchtengehäuses gewölbt ist. In den Hohlraum ist ein Träger für zumindest ein Leuchtmittel aufgenommen, welcher eine erste Seite zur Anordnung des zumindest einen Leuchtmittels sowie eine gegenüberliegende zweite Seite aufweist. Der Träger ist innerhalb des Hohlraums derart angeordnet, dass von dem zumindest einen Leuchtmittel erzeugte und durch den Träger zu der zweiten Seite geleitete Wärme mittels Konvektion des Fluids zumindest teilweise an die Innenseite des Leuchtengehäuses abführbar ist.
  • Während der Hohlraum in einigen Ausführungsformen ein beliebiges Fluid enthält, welches für die Konvektion verwendet werden kann, wird zur Vereinfachung der Beschreibung im Folgenden davon ausgegangen, dass der Hohlraum mit Luft gefüllt ist. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass der Hohlraum alternativ oder zusätzlich auch mit einem anderen Fluid, insbesondere mit einem anderen Gas gefüllt sein kann.
  • Erfindungsgemäß befindet sich das Leuchtmittel in gutem thermischen Kontakt zu dem Träger. Die von dem Leuchtmittel erzeugte Wärme wird über die erste Seite an den Träger abgegeben. Mittels Wärmeleitung durch den Träger erreicht die Wärme dessen zweite Seite, wo sie an die umgebende Luft abgegeben wird. Der Träger ist dabei innerhalb des Hohlraums der Leuchte derart angeordnet, dass die über der zweiten Seite des Trägers befindliche Luft die Wärme mittels eines Konvektionsprozesses von dem Träger weg transportieren kann. Auf diese Weise wird die erzeugte Wärme zumindest teilweise an das Leuchtengehäuse abgeführt. Dies ermöglicht eine effiziente Kühlung des Leuchtmittels, ohne dass andere, insbesondere aktive Bauteile, wie beispielsweise ein Lüfter oder eine Umwälzpumpe benötigt werden. Ferner ist erfindungsgemäß auch kein weiteres Kühlmittel wie z.B. Kühlrippen an dem Träger, an dem Leuchtengehäuse oder anderen Elementen der Leuchte erforderlich. Insbesondere kann die erste und/oder die zweite Seite des Trägers zumindest teilweise glatt und/oder flach verlaufen, so dass das Fluid ungehindert über die erste bzw. zweite Seite strömen kann. Bevorzugt ist die erste und/oder die zweite Seite des Trägers unstrukturiert und weist insbesondere keine Kühlstrukturen wie z.B. Kühlrippen auf. In einigen Ausführungsformen kann gleichwohl der Träger, insbesondere auf der zweiten Seite mit Kühlrippen versehen sein.
  • Durch die Wölbung der Innenseite weist diese einen größeren Flächeninhalt auf, so dass die Wärme effizient an das Leuchtengehäuse abgegeben werden kann und die Kühlwirkung verbessert wird. Die Innenseite kann insbesondere nach Innen oder Außen und/oder glockenförmig gewölbt sein.
  • Die Leuchte kann insbesondere als Wannenleuchte, Einbau- oder Anbauleuchte, Pendelleuchte, Stehleuchte, Decken- oder Wandleuchte ausgebildet sein. Die Leuchte kann in einigen Ausführungsformen als Außenleuchte, bevorzugt als dekorative Außenleuchte, ausgebildet sein. Bevorzugt ist, dass die Leuchte eingerichtet ist, so dass im montierten Zustand der Leuchte ein Luftstrom über zumindest einen Teilbereich einer Außenseite des Leuchtengehäuses, insbesondere im Bereich des Hohlraums ermöglicht ist. Auf diese Weise kann die durch das Leuchtmittel erzeugte Wärme effektiv über das Leuchtengehäuse an die Umgebung abgegeben werden.
  • Das Leuchtmittel kann insbesondere eine Gruppe von LED (light emitting diodes) oder OLED (organic light emitting devices) sein.
  • In einigen Ausführungsformen weist die transparente Abdeckung Mittel zur Lichtlenkung, beispielsweise eine Prismenstruktur und/oder eine Linsenstruktur auf. Die Mittel zur Lichtlenkung können an der Abdeckung angeformt oder als separate Bauelemente an der Abdeckung angeordnet sein. Die Mittel zur Lichtlenkung können an einer Außen- und/oder einer Innenseite der Abdeckung angeordnet sein.
  • Da die Wärme bei der erfindungsgemäßen Leuchte flächig an das Leuchtengehäuse abgegeben werden kann, muss insbesondere bei der Verwendung von Leuchtmitteln mit geringer Wärmeerzeugung das Leuchtengehäuse nicht zwangsläufig aus einem Material mit besonders hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein. Dies ermöglicht es dem Konstrukteur, das Material nach anderen Gesichtspunkten, insbesondere im Hinblick auf Platzerfordernisse, Gewicht oder Design auszuwählen. Beispielsweise kann das Leuchtengehäuse aus Kunststoff gefertigt sein. Das Leuchtengehäuse kann jedoch in einigen Ausführungsformen aus Metall, beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein. Auf diese Weise kann die Wärme besser von der Innenseite des Leuchtengehäuses zu dessen Außenseite abgeführt werden und das Leuchtmittel effizienter gekühlt werden. Dies ist insbesondere bei Leuchtmitteln mit hoher Wärmeerzeugung und/oder bei kleinvolumigen Leuchten vorteilhaft. In einigen Ausführungsformen ist das Gehäuse aus einem Blech gefertigt, so dass die Wärme leicht an eine Außenseite des Leuchtengehäuses abgeführt werden kann.
  • Die transparente Abdeckung kann aus einem transparenten Kunststoff, insbesondere aus Polymethylmetacrylat (PMMA) oder aus Glas gefertigt sein. Die Abdeckung und das Leuchtengehäuse können aneinander befestigt sein, z.B. mittels einer Schraub-, Rast- oder Bajonettverbindung.
  • In einigen Ausführungsformen weist die Leuchte weitere Bestandteile, beispielsweise lichtlenkende Mittel wie einen Reflektor oder Linsen, und/oder ein Netzteil auf. Ein oder mehrere der Bestandteile können in den Hohlraum aufgenommen sein. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Kühlung des Trägers mittels Konvektion weiterhin ermöglicht ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Leuchtengehäuses über einem zentralen Bereich des Trägers einen größeren Abstand zum Träger auf als über einem peripheren Bereich des Trägers. Auf diese Weise wird über einem zentralen Bereich des Trägers ein größerer Abstand zu dem Leuchtengehäuse erreicht. Hierdurch wird die Konvektion verbessert. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Leuchtmittel an dem zentralen Bereich des Trägers angeordnet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Leuchtengehäuse über dem Träger kaminartig nach außen gewölbt ist. Dies verbessert die Kühlung weitergehend.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die transparente Abdeckung über einem zentralen Bereich des Trägers einen größeren Abstand zum Träger auf als über einem peripheren Bereich des Trägers. Ähnlich wie bei dem Leuchtengehäuse verbessert diese Ausgestaltung der Abdeckung die Konvektion innerhalb des Hohlraums unterhalb des Trägers und bewirkt somit eine verbesserte Kühlung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine den Hohlraum teilweise begrenzende Innenseite der transparenten Abdeckung über einem zentralen Bereich des Trägers gewölbt und kann insbesondere eine Wannnenform oder eine Form eines Hohlkugelausschnitts, bevorzugt einer Halbkugel aufweisen. Dies bewirkt einen größeren Flächeninhalt der Innenseite der Abdeckung, so dass Wärme effizient an die Abdeckung abgegeben werden kann. Dies ist insbesondere bevorzugt, wenn die Konvektion auch einen durch die Abdeckung definierten Teilbereich des Hohlraums erfasst, z.B. indem der Träger Durchgangslöcher aufweist oder mit einer Umrandung des Hohlraums einen Spalt definiert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger als Trägerplatte ausgebildet. In dieser Ausführungsform verläuft der Träger eben. Hierdurch kann das Fluid frei über die Trägerplatte strömen, wodurch die Konvektion weiter verbessert wird. In einigen Ausführungsformen ist die zweite Seite des Trägers insbesondere nicht konvex gekrümmt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen das Leuchtengehäuse und die Abdeckung entlang einer Ebene aneinander an, wobei bevorzugt der Träger entlang der Ebene angeordnet ist. Das Leuchtengehäuse und die Abdeckung können insbesondere entlang der Ebene miteinander verbunden sein Das Anliegen und insbesondere das Verbinden des Leuchtengehäuses und der Abdeckung entlang einer Ebene erleichtert die Montage der Abdeckung an dem Leuchtengehäuse. Durch die Anordnung des Träges entlang der Ebene ist dieser leicht für einen Monteur zu erreichen, nachdem die transparente Abdeckung abgenommen wurde. Auf diese Weise kann er leicht das Leuchtmittel austauschen. Ferner bewirkt dies eine mittige Anordnung des Trägers in dem Hohlraum, so dass insbesondere zu dem Leuchtengehäuse genügend Abstand ist, um eine effiziente Konvektion zu ermöglichen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchte ferner ein oder mehrere auf einer Platine oder auf einem Modul angeordnete Leuchtmittel, insbesondere eine Gruppe von LED und/oder OLED auf, wobei die Platine oder das Modul auf der ersten Seite des Trägers und in thermischem Kontakt zu dem Träger, insbesondere mittels einer Wärmeleitpaste, einem wärmeleitfähigen Kleber oder einer Wärmeleitfolie angebracht ist. Die Anordnung auf einer Platine oder einem Modul ermöglicht eine leichtere Montage des Leuchtmittels an dem Träger. Ferner kann in dieser Ausführungsform der Träger aus einem metallischen Material gefertigt sein, ohne dass Kurzschlüsse des Leuchtmittels zu befürchten sind. Eine gute thermische Anbindung der Platine oder des Moduls an den Träger ist bevorzugt, da die von dem Leuchtmittel erzeugte Wärme von der Platine bzw. dem Modul an den Träger abgeführt wird. Das Modul kann ferner eine Abdeckung aufweisen, durch welche das Leuchtmittel zumindest teilweise abgedeckt ist. Das Leuchtmittel kann z.B. seitlich an dem Modul und/oder in dem Modul angeordnet sein.
  • Der Träger kann insbesondere aus Kunststoff oder aus Metall, insbesondere aus Aluminium, Stahl oder Kupfer gefertigt sein. Diese Materialien sind bevorzugt, da sie eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, so dass die Wärme effizient von der ersten zu der zweiten Seite des Trägers geleitet wird.
  • Die optimale Dicke des Trägers hängt von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Form und dem Material des Leuchtengehäuses, des Trägers und der Platine ab. Bei einer zu geringe Dicke ist die Streuung der Wärme innerhalb des Trägers eingeschränkt, so dass die Wärme nur unzureichend über die zweite Seite des Trägers verteilt wird. Ist die Dicke jedoch zu hoch, wird die Luft über der gesamten zweiten Seite des Trägers erwärmt so dass überall eine große Auftriebskraft der Luftmoleküle entsteht, wodurch die Zirkulation der Luft in dem Hohlraum erschwert wird. Insbesondere in Ausführungsformen, in welchen der Träger aus Aluminium hergestellt ist, kann der Träger eine Dicke zwischen 1 mm und 20 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 12 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 10 mm und besonders bevorzugt zwischen 4 mm und 8 mm aufweisen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform füllt der Träger einen Querschnitt durch einen Hohlraum aus. In dieser Ausführungsform erstreckt sich der Träger durch den gesamten Hohlraum, so dass ein besonders großer Flächeninhalt auf der zweiten Seite des Trägers zur Abgabe der Wärme und zur Erzeugung des Konventionsstromes zur Verfügung steht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Träger und einer Umrandung des Hohlraums zumindest ein Spalt definiert, welcher bemessen ist, um einen Durchgang von Fluid in dem Hohlraum zwischen einem Bereich über der zweiten Seite und einem Bereich über der ersten Seite des Trägers zu erlauben. In dieser Ausführungsform erfasst die Konvektion den gesamten Hohlraum auf beiden Seiten des Trägers. Dies ermöglicht eine bessere Verteilung der von dem Leuchtmittel erzeugten Wärme in dem Hohlraum. Ferner kann auf diese Weise die Wärme auch an die transparente Abdeckung abgegeben werden, so dass deren Außenseite ebenfalls zur Abgabe der Wärme an die umgebende Luft beiträgt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Spalt ein um den Träger umlaufender Spalt. Diese Ausführungsform ermöglicht an dem gesamten Umfang des Trägers einen Übergang des Fluids von einer Seite des Trägers zu der anderen. Die Konvektion innerhalb des Hohlraums wird somit verbessert.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Träger ein oder mehrere Durchgangsöffnungen aufweisen, um einen Durchgang von Fluid von einer Seite des Trägers zu einer anderen Seite des Trägers zu erlauben. Dies verbessert die Wärmeverteilung innerhalb des Hohlraums. Durchgangsöffnungen in dem Träger sind insbesondere im Zusammenhang mit einem Spalt vorteilhaft, da das durch den Spalt nach unten strömende Fluid durch die Durchgangsöffnungen zurück nach oben strömen kann.
  • Die Durchgangsöffnungen und/oder der zumindest eine Spalt können rund und/oder eckig geformt sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger innerhalb eines durch das Leuchtengehäuse definierten Teilbereichs des Hohlraums angeordnet. In dieser Ausführungsform wird der Träger durch das Leuchtengehäuse geschützt. Dies ist gegenüber anderen Ausführungsformen, in welchen der Träger innerhalb eines durch die transparente Abdeckung definierten Teilbereichs angeordnet ist, bevorzugt. Insbesondere ragt der Träger während der Montage nicht hervor, wenn die Abdeckung abgenommen ist, so dass versehentliche Beschädigungen vermieden werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dichten das Leuchtengehäuse und die Abdeckung dem Hohlraum nach außen hin ab. Insbesondere können das Leuchtengehäuse und die Abdeckung den Hohlraum nach außen isolieren, so dass Staub oder Feuchtigkeit in diesen nicht eindringen können. Auf diese Weise wird der Träger, das Leuchtmittel sowie ggf. in dem Hohlraum befindliche elektronische Bauelemente geschützt. Ferner ist dies bei Verwendung eines anderen Fluids als Luft bevorzugt, um das Fluid an dem Ausströmen aus dem Hohlraum zu hindern.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, wobei gleiche Bezugszeichen gleichartige Merkmale bezeichnen.
  • Figur 1
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Leuchte gemäß einer ersten Ausführungsform.
    Figur 2
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Leuchte gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • Figur 1 zeigt eine Leuchte mit einem glockenförmigen Leuchtengehäuse 2 und einer daran befestigten halbkugelförmigen transparenten Abdeckung 3. Das Leuchtengehäuse 2 und die Abdeckung 3 schließen einen Hohlraum ein und umgeben diesen vollständig. Das Leuchtengehäuse 2 und die transparente Abdeckung 3 sind entlang einer ringförmigen Linie miteinander verbunden, welche eine Ebene definiert, in welcher ein Träger 5 angeordnet ist. Der Träger 5 ist in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform als Trennblech zwischen einem durch das Leuchtengehäuse 2 definierten Teilbereich des Hohlraums und einem durch die transparente Abdeckung 3 definierten Teilbereich ausgebildet. Der Träger 5 trennt diese beiden Teilbereiche vollständig voneinander. Der Träger 5 ist an seinem Rand mit dem Leuchtengehäuse 2 verbunden.
  • Auf einer ersten Seite des Trägers 5 (Unterseite in Figur 1) ist eine Platine 4 mit mehreren LED als Leuchtmittel angeordnet. Während des Betriebs erzeugen die LED Wärme, welche über die Platine 4 an den Träger 5 abgegeben wird. Die Wärme wird innerhalb des Trägers 5 von der ersten Seite auf eine gegenüberliegende, dem Leuchtengehäuse 2 zugewandte zweite Seite geleitet. Hierdurch wird die über der zweiten Seite des Trägers 5 befindliche Luft erwärmt, so dass eine Konvektion einsetzt und eine Luftströmung erzeugt wird, wie sie in Figur 1 anhand der mit Bezugszeichen 6 versehenen Pfeile illustriert ist. Die Leuchtmittel erwärmen insbesondere einen Bereich des Trägers 5 in einer Umgebung der Platine 4. Die dort über der zweiten Seite erwärmte Luft steigt nach oben und erreicht das Leuchtengehäuse 2. Dort gibt die Luft einen Teil ihrer Wärme an das Leuchtengehäuse 2 ab und strömt an den Seiten des Leuchtengehäuses 2 zurück nach unten in Richtung des Trägers 5.
  • Ebenfalls in Figur 1 eingezeichnet ist eine Abtrennung 7 in dem Leuchtengehäuse 2 oberhalb des Trägers 5. Die Abtrennung 7 ist dabei parallel zu dem Träger 5 angeordnet. Die Abtrennung 7 verhindert ein allzu weites Aufsteigen der erwärmten Luft während des Konvektionsvorgangs. Auf diese Weise kann die Konvektionsbewegung der Luft eingestellt werden, um eine optimale Abgabe der Wärme an das Leuchtengehäuse 2 zu erreichen.
  • In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Leuchte mit einem glockenförmigen Leuchtengehäuse 2 und einer halbkugelförmigen transparenten Abdeckung 3 dargestellt. Von der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform unterscheidet sich die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform insbesondere durch den verwendeten Träger 5. Dieser füllt in Figur 2 nicht den vollständigen Querschnitt durch den Hohlraum aus. Vielmehr ist zwischen dem Träger 5 und der durch das Leuchtengehäuse 2 definierten Umrandung des Hohlraums ein umlaufender Spalt 8 gebildet. Ferner weist der Träger 5 mehrere eckige Durchgangsöffnungen 9 auf. Durch den Spalt 8 sowie durch die Durchgangsöffnungen 9 kann Luft zwischen einem Teilbereich oberhalb des Trägers 5 und einem Teilbereich unterhalb des Trägers 5 innerhalb des Hohlraums zirkulieren. Insbesondere strömt die an dem Leuchtengehäuse 2 gekühlte Luft durch den Spalt 9 in den durch die Abdeckung 3 definierten Teilbereich des Hohlraums. Dort erreicht sie die Abdeckung 3 und gibt einen weiteren Teil der Wärme an diese ab. Anschließend strömt die Luft durch die Durchgangslöcher 9 zurück in den oberen Teilbereich des Hohlraums, der durch das Leuchtengehäuse definiert ist. Durch den Spalt 8 und die Öffnungen 9 kann die Wärme besser in dem Hohlraum verteilt werden und außer an das Leuchtengehäuse 2 auch an die transparente Abdeckung 3 abgegeben werden. Auf diese Weise steht ein größerer Bereich der Außenfläche der Leuchte für die Wärmeabgabe zur Verfügung.
  • In der dargestellten Ausführungsform kann die Leuchte insbesondere mit einem 50 W Leuchtmittel verwendet werden. In diesem Fall kann das Leuchtengehäuse aus Kunststoff gefertigt sein. Durch die Glockenform des Leuchtengehäuses 2 wird die Wärme großflächig an dieses abgegeben, so dass kein besonders gut wärmeleitendes Material wie z.B. Aluminium erforderlich ist. Auf diese Weise können die Produktionskosten der Leuchte gesenkt werden und die Leuchte ist einfacher zu fertigen. Ferner genügt in dieser Ausführungsform eine Dicke des Trägers 5 im Bereich der Platine zwischen 4 mm und 8 mm, wobei der Träger 5 aus Aluminium gefertigt ist.
  • Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen sind erfindungsgemäß möglich. Insbesondere kann das Leuchtengehäuse und/oder die Abdeckung wannenförmig ausgebildet sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Leuchtengehäuse
    3
    transparente Abdeckung
    4
    Platine
    5
    Träger
    6
    Luftströmung
    7
    Abtrennung
    8
    Spalt
    9
    Durchgangsöffnung

Claims (13)

  1. Innenraum- oder Außenleuchte mit einem Leuchtengehäuse (2) und einer transparenten Abdeckung (3), welche einen mit einem Fluid, insbesondere mit Luft gefüllten Hohlraum definieren, wobei in den Hohlraum ein Träger (5) für zumindest ein Leuchtmittel aufgenommen ist, welcher eine erste Seite zur Anordnung des zumindest einen Leuchtmittels sowie eine gegenüberliegende zweite Seite aufweist, wobei der Träger innerhalb des Hohlraums derart angeordnet ist, dass von dem zumindest einen Leuchtmittel erzeugte und durch den Träger (5) zu der zweiten Seite geleitete Wärme mittels Konvektion des Fluids ohne einen Lüfter zumindest teilweise an die Innenseite des Leuchtengehäuses (2) abführbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine den Hohlraum teilweise begrenzende Innenseite des Leuchtengehäuses (2) gewölbt ist und die transparente Abdeckung (3) über einem zentralen Bereich des Trägers (5) einen größeren Abstand zum Träger (5) aufweist als über einem peripheren Bereich des Trägers (5).
  2. Leuchte nach Anspruch 1, wobei das Leuchtengehäuse (2) über einem zentralen Bereich des Trägers (5) einen größeren Abstand zum Träger (5) aufweist als über einem peripheren Bereich des Trägers (5).
  3. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine den Hohlraum teilweise begrenzende Innenseite der transparenten Abdeckung (3) über einem zentralen Bereich des Trägers (5) gewölbt ist und insbesondere eine Wannenform oder eine Form eines Hohlkugelausschnitts, bevorzugt einer Halbkugel aufweist.
  4. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (5) als Trägerplatte ausgebildet ist.
  5. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leuchtengehäuse (2) und die Abdeckung (3) entlang einer Ebene aneinander anliegen, wobei bevorzugt der Träger (5) entlang der Ebene angeordnet ist.
  6. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ferner ein oder mehrere auf einer Platine oder einem Modul angeordnete Leuchtmittel, insbesondere eine Gruppe von LED und/oder OLED aufweist, wobei die Platine bzw. das Modul auf der ersten Seite des Trägers (5) und in thermischem Kontakt zu dem Träger (5), insbesondere mittels einer Wärmeleitpaste, einem wärmeleitfähigen Kleber oder einer Wärmeleitfolie angebracht ist.
  7. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (5) eine Dicke zwischen 1 mm und 20 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 12 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 10 mm und besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 8 mm aufweist.
  8. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (5) einen Querschnitt durch den Hohlraum ausfüllt.
  9. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zwischen dem Träger (5) und einer Umrandung des Hohlraums zumindest ein Spalt (8) definiert ist, welcher bemessen ist, um einen Durchgang von Fluid in dem Hohlraum zwischen einem Bereich über der zweiten Seite und einem Bereich über der ersten Seite des Trägers (5) zu erlauben.
  10. Leuchte nach Anspruch 9, wobei der Spalt (8) ein um den Träger (5) umlaufender Spalt ist.
  11. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (5) ein oder mehrere Durchgangsöffnungen (9) aufweist, um einen Durchgang von Fluid in dem Hohlraum zwischen einem Bereich über der zweiten Seite und einem Bereich über der ersten Seite des Trägers (5) zu erlauben.
  12. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (5) innerhalb eines durch das Leuchtengehäuse (2) definierten Teilbereichs des Hohlraums angeordnet ist.
  13. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leuchtengehäuse (2) und die Abdeckung (3) den Hohlraum nach außen hin abdichten.
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