EP3268662A1 - Led-aussen- und strassenleuchten - Google Patents

Led-aussen- und strassenleuchten

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EP3268662A1
EP3268662A1 EP16715788.2A EP16715788A EP3268662A1 EP 3268662 A1 EP3268662 A1 EP 3268662A1 EP 16715788 A EP16715788 A EP 16715788A EP 3268662 A1 EP3268662 A1 EP 3268662A1
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EP
European Patent Office
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led
space
operating
functional
exterior
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EP16715788.2A
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English (en)
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EP3268662B1 (de
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Andreas BALTEN
Christian BISCHOF
Detlev MÜLLER
Olaf Sausemuth
Hans-Georg STUMBORG
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Phoenix Mecano Digital Elektronik GmbH
Original Assignee
Phoenix Mecano Digital Elektronik GmbH
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Publication date
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Publication of EP3268662B1 publication Critical patent/EP3268662B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V15/00—Protecting lighting devices from damage
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
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    • F21V31/00—Gas-tight or water-tight arrangements
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V31/00—Gas-tight or water-tight arrangements
    • F21V31/005—Sealing arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to outdoor LED and street lights, which are used in uniform and usable for different power classes identical basic structure for different lighting purposes.
  • LED outdoor and street lights have the problem that even when using identical design lines for different power classes respectively
  • the luminaire housing consists of continuous
  • Aluminum profiles which is divided into three parts only for reasons of manufacturing costs, which have a longitudinal separation (two lateral lamp shells and a middle lampshell).
  • the profiles as a housing are therefore continuous and integrally formed over both functional spaces, whereby no thermal separation of the two functional spaces lamp shell for the LED bulbs and
  • Lamp shell is given for the control gear and terminal compartment. A heat flow between the two functional spaces can therefore
  • Water pipes can be cooled.
  • Cooling fins and their arrangement at the top of the lamp are negatively influenced by the necessary construction heights of the ribs and their arrangement on the top and the already mentioned problem of a limited
  • Embodiments of the housing frame design which thermally largely isolates the LED module with its housing in various, more or less spaced arrangements from that portion of the LED driver and wiring housing, with the aim of providing a maximum surface area for ambient air flow around create.
  • Luminaire housing which is thus the goal of the claimed in the present invention solution to represent a one-piece and consistent design uniform lamp head, extremely leaves. Furthermore, this solution in turn also adheres to the disadvantage that the heavily ribbed surfaces over time dirty and the outer geometry is fixed by the housing design immutable.
  • the still known document US 2012/0 262 917 A1 describes a street lamp with integrally formed luminaire housing with internally spatially separate installation spaces for the LED system and the control gear and terminal compartment (see section [0062]).
  • the externally extended fins as cooling elements are integrated into the luminaire housing (see section [0047]).
  • the LED module as a light source uses its own optical chamber with its own housing, which can be integrated into the space provided and is autonomous and also interchangeable. Disadvantages compared to the claimed in the present invention
  • Terminal space is not prevented, the housing version in turn with external cooling fins and their execution in the sense
  • Object of the present invention is therefore to provide a LED exterior and street lighting, the essential components, such as LED operating room and space for accommodating other technical functional elements, such as LED operating device, power terminals, etc., regardless of the power class of each used LEDs are always identical executable. This eliminates the need to make separate housing for different performance classes in a vorgebaren frame and vorzuhalten.
  • the essence of the present invention is that an LED module assembly is hermetically sealed housed in a separate LED operating room, followed by a second functional space for separate and also hermetically sealed recording of network equipment, power supply terminals and other means necessary for operation followed and both mentioned Operating and functional spaces are covered by an outside of the housing of said spaces exchange and adaptable in the surface cooling surface.
  • Fig. 1 shows a basic embodiment of the invention in
  • FIG. 1a the embodiment of Figure 1 in bottom view.
  • Fig. 2 is a side perspective view of operating and
  • Fig. 3 is a detail of a specific embodiment of the
  • FIG. 1 a basic embodiment of the invention in an exploded view with all the essential elements is shown.
  • an LED operating room 1 is initially visible, into which an LED module assembly 11 with a plurality of LEDs, not designated individually, can be introduced, which is hermetically sealed with a cover 13, which contains a light exit window, so that this module part is sufficient in itself protection classes of at least IP66.
  • a cover 13 which contains a light exit window, so that this module part is sufficient in itself protection classes of at least IP66.
  • a functional space 2 adjoining the LED operating room 1 in the right-hand part of FIG. 1 is a functional space 2, which has conventional components such as operating device (s) 21,
  • Power terminal 22, etc. and unspecified or illustrated various control modules and a mast adaptation includes. All mentioned assemblies of the functional space 2 are also housed hermetically sealed within the space 2 in the above sense, so that this room is sufficient for protection classes of at least IP66, when the functional space is in the final assembled state.
  • FIGS. 1 and 1a it can be seen from FIGS. 1 and 1a that the required functional assemblies (eg, 21, 22) are mounted in the functional space 2 on a mounting plate 26 which is located inside the functional space 2
  • Functional space 2 can not be shown in the same manner fastened by screw domes, regardless of the specific training of each, according to the performance class in the LED operating room 1 built LED module assemblies 1 1, adapted function modules in the functional space 2. In fully assembled state of delivery is this function space for closed by a lid D hermetically sealed.
  • Cooling surface 3 which is provided in the example of FIG. 1 with five tabs 31, 32, the proposed holes with the LED operating and
  • Functional space 1, 2 are screwed and the required thermal heat transfer from the respective rooms in the
  • the cooling surface 3 at the same time represents a variably designable design element.
  • this can be achieved here on the performance-adapted training only the cooling surface 3.
  • the design of the cooling surface 3 is the decisive factor here, and this can thus, regardless of the LED operating and functional space 1, 2, a variety of luminaire designs
  • the LED module assembly delivers an output of approx. 74 W for an LED current at 700 mA and a system output of the luminaire at the mains of approx. 80 W. The resulting heat loss it is valid
  • the electrically operated means provided in the functional space in particular the LED operating device 21, also generate
  • the surface-area design of the cooling surface 3 in the region of the functional space 2 can also be correspondingly smaller.
  • Another essential feature of the present invention is the thermally far-reaching separation of LED operating room 1 from
  • Narrow side surfaces are thermally largely contacted only indirectly to prevent heat conduction from the warmer LED operating room 1 to the functional space 2 as far as possible.
  • Example via a corner E occurs.
  • the detected area which basically comes into question for the thermal contact of the two spaces.
  • this area is about twice 38 cm 2 .
  • the functional space 2 is at its height
  • this corner region E in the mounted state however, another special feature, which consists in that when connecting LED operating and functional space 1, 2 no plan concerns the opposing surfaces, but at least on the side where the higher heat input from the LED operating room 1 will take place, namely on the roof surface 14 (see Fig. 1a ), a contacting only via web - like overhangs E1, by appropriate design of the corresponding surfaces of the
  • Function space 2 are realized, so that outwards in the
  • a visually closed design is formed in the interior space between the two LED operating and functional spaces 1, 2 but essentially at least in the above-mentioned area of the roof surface 14 or in another embodiment a mentioned
  • this space filled with air can still be filled with a thermal insulation means 4 (for example a thermal insulation disk) which can be preset and with respect to the thermal conductivity and / or, for example, to increase the thermal conductivity
  • FIG. 3 shows a sectional view along a direction indicated in Figs. 1a and Fig. 2 cutting plane C-C.
  • Fig. 3 it can be seen that the functional space 2 in the hood-like the LED operating room towering area web-like overhangs E1 identifies that in not closer
  • designated grooves in the respective roof surface 14 of the LED operating room 1 engage and thereby include an intermediate, here strongly oversubscribed area, in order to create a
  • Airspace L which acts as a thermal insulator. It is within the scope of the invention that on the narrow abutment side 12, ie perpendicular to the just described section, the functional space 2 such web-like overhangs E1 are given, but whose effect respect. Another thermal insulation by a trapped there
  • the equipped cable connection 25 for connection to the power line which is also provided with a pressure compensation valve.
  • the function of these pressure compensation valves is that with varying thermal load (for example, onset of rain, etc.) a corresponding ventilation of the respective rooms takes place in order to reduce excess or negative pressure.
  • the pressure compensation valve acts in the cable duct 25.
  • This valve is impermeable to dust and water.
  • the built-in membrane is changeable during maintenance, so at
  • the LED operating room 1 is designed to protect against corrosion and contamination of the LED module assembly 1 1, as already mentioned above, as a separate and hermetically sealed room, so also correspondingly hermetically separated from the functional space. 2
  • another pressure equalization valve is provided internally between the LED operating room 1 and the functional space 2 in the cable duct 24. This ensures the pressure equalization of the LED operating room 1 in the functional space 2. Due to the much smaller volume of the LED operating room 1 relative to the functional space 2 is the
  • Volumen takensatz per unit time at the valve in the cable gland 25 is designed to be larger than the valve in the cable gland 24 to the LED operating room. 1
  • a fifth tab 32 is provided on the front side of the LED operating room 1 in the specific example. This results in an even more optimal heat flow from the LED operating room to the cooling surface 3, and precisely where in operation the largest
  • the operating ambient temperature of a commercially available LED control gear is approx. 55 ° C.
  • the inventively provided thermal separation between the LED operating room 1 and functional space 2 causes the temperature in the functional space 2, under the same preceding conditions, by at least 5K is reduced and thus does not exceed the specified maximum operating ambient temperature for the operating device (usually 55 ° C).
  • the specified maximum operating ambient temperature for the operating device usually 55 ° C.
  • Cooling surface 3 flat and executed without additional cooling fins or heat sink, so that not only their production is extremely inexpensive (compared to heat sinks of the prior art), but also unnecessary soiling and high
  • the design advantages and degrees of freedom for the design of the cooling surface 3 are varied, so that only by changing the design of the cooling surface 3 (round, oval, square, colored, etc.) can be responded very quickly to customer requirements and so easily and quickly different Design lines can be launched.
  • the populated with all the modules described above and mounted LED exterior and street light can be easily mounted on site by the provided on the roadside bottom of the function space 2 lid D is opened, the fitter only the electrical connection to the mains supply via the
  • the lid with the main body of the functional space 2 is preferably firmly screwed with at least four screws.
  • For captive when opening this lid is preferably a catch with the body of the
  • the LED operating room 1 is a light exit side with a
  • Hermetically sealed but releasable for assembly purposes cover 13 which consists of a torsion-resistant metal frame with sealed therein mounted light exit disc made of highly transparent plastic (such as PMMA) or mineral safety glass.
  • PMMA highly transparent plastic
  • this hermetically sealed LED operating room is closed by the manufacturer and the installer only has the aforementioned lid D on

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Abstract

Die Erfindung betrifft LED-Außen- und Straßenleuchten. Die Aufgabe derartige Leuchten zu schaffen, deren wesentliche Baugruppen, wie LED-Betriebsraum (1) und Funktionsraum (2), unabhängig von der Leistungsklasse der jeweils eingesetzten LEDs stets identisch ausführbar sind, wird dadurch gelöst, dass genannte Räume jeweils separat hermetisch gedichtet ausgeführt und an ihren schmalen Stirnflächen (12) thermisch entkoppelt miteinander verbunden sind und diese Räume von einer außen an die Gehäuse der genannten Räume (1, 2) austausch- und in der Fläche anpassbaren Kühlfläche (3) erfasst sind.

Description

LED-Außen- und Straßenleuchten
Die Erfindung betrifft LED-Außen- und Straßenleuchten, die bei einheitlichem und für verschiedene Leistungsklassen verwendbarem identischem Grundaufbau für unterschiedliche Beleuchtungszwecke zum Einsatz gelangen.
Gemäß des bekannten Standes der Technik besteht bei LED-Außen- und Straßenleuchten das Problem, dass selbst bei Verwendung identischer Designlinien für unterschiedliche Leistungsklassen jeweils
unterschiedliche Gehäuse und intern jedem Lampentyp separat angepasste Kühlkörper für die LED-Baugruppen erforderlich sind. Siehe beispielhaft die Lampengeneration der Fa. Aton Lichttechnik
(Typenblätter: Classic Maxi ECO, Classic Standard ECO und Classic Compact ECO). Dies ist bei anderen Herstellern analog.
Eine derartige Anpassung der jeweiligen Leuchte an spezielle
Bedingungen, respektive Beleuchtungsvorgaben, zieht allerdings einen erheblichen Fertigungs-, Konstruktions- und Lageraufwand nach sich.
Weiterhin ist eine LED-Beleuchtungsvorrichtung aus DE 20 2009 004 191 U1 bekannt. Das Leuchtengehäuse besteht aus durchgängigen
Aluminium-Profilen, welche nur aus Gründen der Herstellkosten in drei Teile unterteilt ist, die eine längsseitige Trennung aufweisen (zwei seitliche Lampenschalen und eine mittlere Lampenschale). Die Profile als Gehäuse sind damit über beide Funktionsräume durchgängig und einstückig ausgebildet, wodurch keine thermische Trennung der beiden Funktionsräume Lampenschale für die LED-Leuchtmittel und
Lampenschale für den Betriebsgeräte- und Anschlussraum gegeben ist. Ein Wärmefluss zwischen beiden Funktionsräumen kann also
ungehindert über das Profilmaterial erfolgen. Eine thermische Trennung über das Gehäuse ist also, trotz mittlerer Trennwand im benannten gesamten Aufnahmeraum des Profilgehäuses, nicht gegeben. Weiterer Nachteil sind die allgemein unerwünschten außenliegenden Kühlrippen, die eine Minderung des Selbstreinigungseffektes darstellen und sich durch Verschmutzungen im Laufe der Zeit in ihrer Wärmeabfuhreffizienz mindern. Der dargestellten Lösung haftet weiterhin der Nachteil an, dass eine Mastmontage nur als Ansatz möglich ist und ohne jegliche Verstellmöglichkeit zur Auf- oder Abneigung des Leuchtenkopfes. Eine Mastaufsatzmontage ist gar nicht möglich. So lassen sich lichttechnische Anforderungen an die spezielle Beleuchtungsaufgabe mit dieser Lösung nur bedingt realisieren.
Bekannt sich auch die Lösungen aus US 2 924 436 A und DE 20 2006 010 949 U1 , wo zur Wärmeübertragung an die Umgebungsluft anpass- und austauschbare Kühlplatten beziehungsweise Kühlkörper beschrieben sind.
Der Nachteil der US 2 924 436 A besteht darin, dass eine Lösung für eine Deckenmontage vorgestellt wird, die für Außen- und Straßenleuchten in ihrer konstruktiv-technischen Ausführung nicht geeignet ist. Insbesondere soll eine Wärmeableitung erfolgen, wobei die Kühlplatten über
Wasserleitungen gekühlt werden können.
Die DE 20 2006 010 949 U1 beschreibt eine unterschiedliche Ausbildung von Kühlkörpern außen an beispielsweise einer Straßenleuchte. Dabei geht es ausschließlich um eine Vielzahl von Kühlrippen, die
unterschiedlich angeordnet sein können oder auch lösbar mit einem Rahmen als Teil eines Leuchtengehäuses verbunden und generell an der Oberseite eines Rahmens angeordnet sind. Der Hauptnachteil dieser Lösung besteht in der Ausbildung der Kühlelemente in Form von
Kühlrippen und deren Anordnung an der Oberseite der Leuchte. Das Design der Leuchte wird negativ beeinflusst durch die notwendigen Bauhöhen der Rippen sowie deren Anordnung auf der Oberseite und die bereits erwähnte Problematik eines eingeschränkten
Selbstreinigungseffektes.
Bekannt ist ferner die Schrift US 2013 / 0148 360 A1 , welche eine LED- Beleuchtungsvorrichtung mit Lösungen zur Verbesserung der
Wasserdichtheit beschreibt. Dabei wird ein grundsätzlich einstückig ausgebildetes Gehäuse dargestellt mit wasserableitenden Konturen an deren Oberseite. Trotz dort erkennbarer innerlicher Unterteilung der Räume für LED-Baugruppe und Baugruppe für Betriebsgerät und
Anschlusstechnik mit Trennwand ist keine wirksame thermische
Trennung zur Unterbindung des Wärmeflusses innerhalb der
Gehäusestruktur zwischen diesen beiden Räumen gegeben. Auch sind die beschriebenen Gehäuse in ihrem Design und ihrer Geometrie fest umrissen, so dass eine veränderte Außengeometrie bei gleicher
Systemtechnik nicht möglich ist. Ferner gibt es wieder, aufgrund der rippenartigen Oberflächenstrukturen, Nachteile für einen
Selbstreinigungseffekt, der von praktischen Anwendern sehr geschätzt wird. Weiterhin ist auch hier nur eine Mastansatzmontage ohne
Verstellmöglichkeit des Neigungswinkels gegeben.
Ferner bekannt ist die Schrift US 2014 /0049 961 A1 , die eine weitere Straßenleuchte beschreibt zur ausschließlichen Mastansatzmontage. Eine optimale Wärmeableitung für das LED-System soll hier erreicht werden durch maximalen Kontakt des LED-Betriebsraumes in Front-, Rück- und Seitenbereichen mit der zirkulierenden Umgebungsluft. Es werden dort insbesondere in Abschnitt [0027] verschiedene
Ausführungsformen der Gestaltung des Gehäuserahmens beschrieben, die das LED-Modul mit seiner Einhausung in verschiedenen, mehr oder weniger beabstandeten Anordnungen von demjenigen Teil des Gehäuses für LED-Treiber und Verdrahtung thermisch weitgehend trennt mit dem Ziel, eine maximale Oberfläche für die Umströmung der Umgebungsluft zu schaffen.
Nachteil ist hier die komplizierte und mit zahlreichen Öffnungen und Verrippungen versehene Gesamtkonstruktion des gegebenen
Leuchtengehäuses, was somit das Ziel der in vorliegender Erfindung beanspruchten Lösung, ein einstückig und vom Design einheitlich anmutenden Leuchtenkopf darzustellen, extrem verlässt. Ferner haftet dieser Lösung wiederum auch der Nachteil an, dass die stark gerippten Oberflächen im Laufe der Zeit verschmutzen und die Außengeometrie seitens des Gehäusedesigns unveränderlich festgelegt ist.
Die weiterhin bekannte Schrift US 2012 / 0 262 917 A1 beschreibt eine Straßenleuchte mit einstückig ausgeformtem Leuchtengehäuse mit innerlich räumlich getrennten Bauräumen für das LED-System sowie den Betriebsgeräte- und Anschlussraum (siehe dort Abschnitt [0062]). Die äußerlich ausgedehnten Lamellen als Kühlelemente sind integriert in das Leuchtengehäuse ausgeführt (siehe dort Abschnitt [0047]). Das LED- Modul als Lichtquelle nutzt eine eigene optische Kammer mit eigener Einhausung, die in den vorgesehenen Bauraum integriert werden kann und durch seine Eigenständigkeit unabhängig und auch austauschbar ist. Nachteile gegenüber der in vorliegender Erfindung beanspruchten
Lösung liegen im einstückig ausgeführten Leuchtengehäuse, welches den Wärmetransport vom LED-System zum Betriebsgeräte- und
Anschlussraum nicht unterbindet, der Gehäuseausführung wiederum mit außen liegenden Kühllamellen und deren Ausführung im Sinne
herkömmlicher Kofferleuchten mit erheblicher Bauhöhe , die von einem modernen Design aktueller Lösungen für LED-Leuchtenköpfe deutlich abweicht. Ferner ist eine freie Designgestaltung durch Veränderung von Anbauelementen nicht möglich. Hinzu kommt weiterhin die als Nachteil bekannte ausschließliche Montagemöglichkeit des Leuchtenkopfes als Mastansatz.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine LED-Außen- und Straßenleuchte zu schaffen, deren wesentliche Baugruppen, wie LED- Betriebsraum und Raum für die Unterbringung weiterer technischer Funktionselemente, wie LED-Betriebsgerät, Netzanschlussklemmen etc., unabhängig von der Leistungsklasse der jeweils eingesetzten LEDs stets identisch ausführbar sind. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, separate Gehäuse für unterschiedliche Leistungsklassen in einem vorgebaren Rahmen zu fertigen und vorzuhalten.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
nachgeordneten Ansprüche.
Das Wesen vorliegender Erfindung besteht darin, dass eine LED- Modulbaugruppe hermetisch gedichtet in einem separaten LED- Betriebsraum untergebracht ist, an den sich ein zweiter Funktionsraum zur separaten und ebenfalls hermetisch gedichteten Aufnahme von Netzbetriebsgeräten, Netzanschlussklemmen und anderen zum Betrieb erforderlichen Mitteln anschließt und beide genannten Betriebs- und Funktionsräume von einer außen an die Gehäuse der genannten Räume austausch- und in der Fläche anpassbaren Kühlfläche erfasst sind. Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau der LED-Außen- und Straßenleuchte, bei dem eine definierte Trennung zwischen dem Betriebs- und
Funktionsraum mit jeweils separater hermetischer Dichtung vorgesehen ist, wobei beide genannten Räume von außen durch eine in der flächenmäßigen Größe variabel anpassbaren Kühlfläche verbindbar sind, gelingt es, innerhalb der konstruktiv vorgesehenen Grenzen, mit ein und derselben konstruktiven Vorgabe für die Größe des Betriebs- und
Funktionsraums in genannten Räumen LED-Modulbaugruppen
unterschiedlichster Leistungsklassen und im Funktionsraum z.B. LED- Betriebsgeräte unterschiedlichster Leistungsklassen und angepasste weitere Betriebsmittel unterzubringen, wobei die Anpassung an die entsprechende Leistungsklasse zur Einhaltung nicht zu überschreitender Innentemperaturen und den genannten Räumen, einzig durch die Größe und flächenmäßige Ausgestaltung einer von außen austausch- und anpassbare Kühlfläche gewährleistet wird, die über Laschen in engem thermischen Kontakt zu den seitlichen Betriebs- und
Funktionsraumflächen steht und mit diesen verbunden ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen nachstehende
Ausführungsbeispiele und Figuren dienen. Es zeigen:
Fig. 1 eine grundsätzliche Ausführungsform der Erfindung in
Explosionsdarstellung;
Fig. 1a die Ausführung nach Fig. 1 in Ansicht von unten;
Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht von Betriebs- und
Funktionsraum im montierten Zustand, versehen mit einer
Kühlfläche und
Fig. 3 eine Detaildarstellung einer speziellen Ausbildung des
Raums zwischen Betriebs- und Funktionsraum.
In Figur 1 ist eine grundsätzliche Ausführungsform der Erfindung in Explosionsdarstellung mit allen wesentlichen Elementen gezeigt. Im linken Teil der Fig. 1 ist dabei zunächst ein LED-Betriebsraum 1 ersichtlich, in den eine LED-Modulbaugruppe 11 mit mehreren im einzelnen nicht bezeichneten LEDs einbringbar ist, welcher mit einem Deckel 13, der eine Lichtaustrittsscheibe beinhaltet, hermetisch dicht verschließbar ist, so dass dieser Modulteil für sich Schutzklassen von mindestens IP66 genügt. Wenn hier und im Weiteren im Rahmen der Erfindung von einer hermetisch dichten Ausbildung gesprochen wird, ist darunter immer die Vorgabe und Einhaltung der durch die Schutzklasse für Leuchten im Außenbereich festgelegten Staub- und Wasserdichtheit der jeweiligen Baugruppe zu verstehen. Des Weiteren schließt sich an den LED-Betriebsraum 1 im rechten Teil der Fig. 1 ein Funktionsraum 2 an, der an sich übliche Baugruppen, wie Betriebsgerät(e) 21 ,
Netzanschlussklemme 22 etc. und nicht näher bezeichnete oder dargestellte diverse Steuermodule und eine Mastadaption beinhaltet. Alle genannten Baugruppen des Funktionsraums 2 sind ebenfalls innerhalb des Raums 2 hermetisch gedichtet in vorstehendem Sinn untergebracht, so dass auch dieser Raum für sich Schutzklassen von mindestens IP66 genügt, wenn der Funktionsraum im endmontierten Zustand vorliegt.
Im weiteren Detail ist aus den Figuren 1 und 1 a ersichtlich, dass die erforderlichen Funktionsbaugruppen (bspw. 21 , 22) im Funktionsraum 2 auf einer Montageplatte 26 angebracht sind, die im Inneren des
Funktionsraums 2 über nicht dargestellte Schraubdome in jeweils gleicher Weise befestigbar ist, unabhängig von der konkreten Ausbildung der jeweils, entsprechend der Leistungsklasse im LED-Betriebsraum 1 verbauten LED-Modulbaugruppen 1 1 , angepassten Funktionsbaugruppen im Funktionsraum 2. Im vollständig montierten Auslieferungszustand ist dieser Funktionsraum für sich vermittels eines Deckels D hermetisch gedichtet verschlossen.
Weiterhin ist aus Fig. 1 erkennbar, dass umlaufend am unteren Rand von LED-Betriebs- und Funktionsraum 1 , 2, im Montagezustand in einer Ebene liegend, eine Falz F vorgesehen ist. Diese Falz F bildet den
Anschlag und die Endmontagestellung für die auf sie aufgelegte
Kühlfläche 3, die im Beispiel der Fig. 1 mit fünf Laschen 31 , 32 versehen ist, die über vorgesehene Bohrlöcher mit dem LED-Betriebs- und
Funktionsraum 1 , 2 verschraubbar sind und die den erforderlichen thermischen Wärmeübergang von den jeweiligen Räumen in die
Kühlfläche 3 gewährleisten.
Die mechanische Anbindung genannter Kühlfläche 3 über die Laschen 31 ist dabei für alle möglichen Leistungsklasse der eingesetzten LED- Modulbaugruppen 1 1 ebenfalls identisch, lediglich die flächenmäßige Größe und Ausbildung der Kühlfläche 3 erfolgt gemäß der von ihr zu erbringenden Kühlleistung. Da es sich dabei um eine relativ einfach herzustellende und preiswerte Baugruppe handelt, stellt dieses Merkmal, gemessen am bekannten Stand der Technik, eine erhebliche
Verbesserung im Sinne der Aufgabe vorliegender Erfindung dar. Bereits hier ist ersichtlich, dass bei identisch immer gleich ausgebildeten Betriebs- und Funktionsraum 1 , 2, die Kühlfläche 3 zugleich ein variabel gestaltbares Designelement darstellt. Im Gegensatz zur eingangs zitierten vollständig neuen Konstruktion und Bau von Leuchten, die zu einer Designlinie, aber unterschiedlicher Leistungsklassen gehören, kann dies hier über die jeweils leistungsangepasste Ausbildung lediglich der Kühlfläche 3 erreicht werden.
Für den ästhetischen Gesamteindruck und Wiedererkennungswert der Leuchten einer Designlinie ist hier die Gestaltung der Kühlfläche 3 der ausschlaggebende Faktor und diese kann damit, unabhängig vom LED- Betriebs- und Funktionsraum 1 , 2, vielfältige Leuchten-Designs
realisieren. Sie ist frei gestaltbar in ihren äußeren Konturen, Größe, Farbgebung, Art der konstruktiven Ausführung (ein- oder mehrteilig, Blech oder Gießteil) soweit es mit der Geometrie und den
Montagemöglichkeiten am Betriebs- und Funktionsraum vereinbar ist.
Im Rahmen der Erfindung muss berücksichtigt werden, dass die
Hauptwärmequelle die LED-Modulbaugruppe 1 1 im LED-Betriebsraum 1 darstellt. Das wird insbesondere relevant ab einer grenzwertigen
Systemleistung der LED-Modulbaugruppe 1 1 , die ansonsten zu einer zu hohen Erwärmung und damit Lebensdauerreduzierung der LED's führen würde. Wird beispielsweise eine LED-Modulbaugruppe mit 36 Power-LED bestückt, liefert die LED-Modulbaugruppe bei einem LED-Strom bei 700 mA eine Leistung von ca. 74 W und eine Systemleistung der Leuchte am Netz von ca. 80 W. Die so entstehende Verlustwärme gilt es
abzuführen, was über die entsprechend ausgebildete erfindungsgemäße Kühlfläche 3 bewerkstelligt wird. Die notwendige Geometrie hinsichtlich der erforderlichen Größe der Kühlfläche 3 zur Umgebungsluft lässt sich im Rahmen der ersten Konstruktion fachgemäß im Labor ermitteln, durch das erfindungsgemäße Konzept sind hier flexible
Kühlflächengestaltungen möglich.
Jedoch erzeugen auch die im Funktionsraum vorgesehenen elektrisch betriebenen Mittel, wie insbesondere das LED-Betriebsgerät 21 ,
Steuergeräte etc., eine gewisse Verlustwärme, die im Betrieb der Leuchte nicht überschritten werden darf, welche aber für sich genommen niedriger ist, als die im LED-Betriebsraum 1 entstehende Verlustwärme und somit zunächst durch die vorgesehene Kühlfläche leichter abführbar ist.
Dadurch kann auch die flächenmäßige Ausbildung der Kühlfläche 3 im Bereich des Funktionsraumes 2 entsprechend kleiner ausfallen.
Ein weiteres wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung ist die thermisch weitestgehende Trennung von LED-Betriebsraum 1 vom
Funktionsraum 2. Dies wird im Rahmen der Erfindung dadurch erreicht, dass der jeweils für sich hermetisch verschließbare LED-Betriebs- und Funktionsraum 1 , 2, an zwei sich gegenüberliegenden
Schmalseitenflächen miteinander thermisch weitestgehend nur indirekt kontaktiert sind, um eine Wärmeleitung vom wärmeren LED-Betriebsraum 1 zum Funktionsraum 2 weitestgehend zu unterbinden.
In besonders vorteilhafter Ausbildung, wozu Figur 2 in einer seitlichen Ansicht zur Veranschaulichung dienen soll, ist erkenntlich, dass zunächst die sich kontaktierenden Flächen von LED-Betriebs- und Funktionsraum 1 , 2 flächenmäßig möglichst klein gehalten sind, was im speziellen
Beispiel über einen Eckbereich E erfolgt. In Zusammenschau mit Fig. 1 erkennt man die erfasste Fläche, die grundsätzlich für den thermischen Kontakt der beiden Räume in Frage kommt. Im speziellen Beispiel beträgt diese Fläche ca. zweimal 38 cm2. Weiterhin ist aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, dass der Funktionsraum 2 in seiner Höhe
beleuchtungsabseitig dachartig und höher als der LED-Betriebsraum 1 ausgebildet ist, wobei er den LED-Betriebsraum 1 , im
Verbindungsbereich beider Räume, haubenartig überragt und innerhalb des Haubenbereichs 23 senkrecht zur Längserstreckung des
Funktionsraums 2 mit dem LED-Betriebsraum 1 inwendig verschraubt ist (vgl. Bohrlöcher in Fig. 1 im LED-Betriebsraum 1 unter dem Eckbereich E). Die Anbindungsflächen im Eckbereich E, gebildet durch die
haubenartige Überragung 23, sind vermittels Verschraubung so
ausgelegt, dass bei der vollständig montierten Leuchte die Zugkräfte durch das Eigengewicht bzw. zusätzliche Belastungen durch Schnee, Vögel etc. direkt von den hier nicht näher dargestellten Schrauben aufgenommen werden, ohne dass Verformungen oder Lockerungen zu befürchten sind. Im Rahmen der Erfindung weist dieser Eckbereich E im montierten Zustand aber eine weitere Besonderheit auf, die darin besteht, dass bei Verbindung von LED-Betriebs- und Funktionsraum 1 , 2 kein planes Anliegen der sich gegenüberstehenden Flächen erfolgt, sondern zumindest an der Seite, wo der höhere Wärmeeintrag vom LED- Betriebsraum 1 erfolgen wird, nämlich an dessen Dachfläche 14 (siehe Fig. 1a), eine Kontaktierung nur über stegartige Überhänge E1 , die durch entsprechende Gestaltung der entsprechenden Flächen des
Funktionsraums 2 realisiert sind, erfolgt, so dass nach außen im
montierten Zustand eine optisch geschlossene Bauform entsteht, die im Innenraum zwischen den beiden LED-Betriebs- und Funktionsräumen 1 , 2 aber im Wesentlichen zumindest im vorstehend genannten Bereich der Dachfläche 14 oder in weiterer Ausgestaltung ein um genannten
Eckbereich E zunächst nur mit Luft erfüllten Raum und somit einen zusätzlichen thermischen Isolator einschließen. Zusätzlich oder zur definierten Vorgabe von Wärmeleitkoeffizienten kann dieser von Luft erfüllte Raum noch mit einem auswähl- und bzgl. der Wärmeleitfähigkeit vorgebbaren thermischen Isolationsmittel 4 (z.B. einer thermischen Isolatorscheibe) gefüllt sein und/oder, bspw. zur Erhöhung der
mechanischen Stabilität und/oder Verminderung einer Deformierbarkeit der miteinander verbundenen Räume 1 , 2, mit beabstandenden Nasen, inneren Stegen und/oder Erhebungen versehen sein, die eine
Reduzierung der tatsächlichen thermischen Übergangsflächen, im
Vergleich zu einer planen Anlage, bewirken. Zur besseren
Verständlichkeit vorstehender spezieller Beschreibung soll Figur 3 dienen, die eine Schnittdarstellung entlang einer in den Fig. 1a und Fig. 2 angedeuteten Schnittebene C-C zeigt. In Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Funktionsraum 2 im haubenartig den LED-Betriebsraum überragenden Bereich stegartige Überhänge E1 ausweist, die in nicht näher
bezeichnete Nuten in der betreffenden Dachfläche 14 des LED- Betriebsraums 1 eingreifen und dabei einen dazwischenliegenden, hier stark überzeichneten Bereich umfassen, zwecks Schaffung eines
Luftraums L, der als thermischer Isolator wirkt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass auch an der schmalen Anschlagseite 12, also senkrecht zum soeben beschriebenen Abschnitt, dem Funktionsraum 2 derartige stegartige Überhänge E1 gegeben sind, deren Wirkung aber bzgl. einer weiteren thermischen Isolation durch einen dort eingeschlossenen
Luftraum aber wesentlich geringer ist, so dass in diesem Abschnitt aus Gründen der Fertigungsvereinfachung darauf gut verzichtet werden kann. Mit Verweis auf Fig. 1 erkennt man dort weiterhin, dass die elektrische Anbindung der LED-Modulbaugruppe im LED-Betriebsraum 1 an das LED-Betriebsgerät 21 über eine diesen mit dem Funktionsraum 2 verbindende Kabeldurchführung 24 erfolgt. Diese Kabeldurchführung ist gegen Wasser und Staub hermetisch abgedichtet und beinhaltet ein Druckausgleichsventil, das zwischen LED-Betriebs- und Funktionsraum wirkt. Ebenso ist der Funktionsraum 2 mit einer weiteren analog
ausgeführten Kabeldurchführung 25 zum Anschluss an die Netzleitung ausgestattet, die ebenfalls mit einem Druckausgleichsventil versehen ist. Die Funktion dieser Druckausgleichsventile besteht darin, dass bei wechselnder thermischer Belastung (z.B. einsetzender Regen etc.) eine entsprechende Belüftung der jeweiligen Räume erfolgt, um Über- oder Unterdruck abzubauen. Nach außen, gegenüber der Atmosphärenseite wirkt dabei das Druckausgleichsventil in der Kabeldurchführung 25.
Dieses Ventil ist für Staub und Wasser undurchlässig. Optional ist die eingebaute Membran bei Wartung wechselbar, so dass bei
Verschmutzung die Ventilwirkung jederzeit wieder funktionsfähig gehalten werden kann. Der LED-Betriebsraum 1 ist zum Schutz vor Korrosion und Verschmutzung der LED-Modulbaugruppe 1 1 , wie oben bereits erwähnt, als separater und hermetisch dichter Raum ausgeführt, also auch entsprechend hermetisch getrennt vom Funktionsraum 2.
Um den gleichen Druckausgleichseffekt auch für den LED-Betriebsraum 1 zu sichern, ist ein weiteres Druckausgleichsventil intern zwischen LED- Betriebsraum 1 und Funktionsraum 2 in der Kabeldurchführung 24 vorgesehen. Dieses sichert den Druckausgleich vom LED-Betriebsraum 1 in den Funktionsraum 2. Aufgrund des deutlich kleineren Volumens des LED-Betriebsraumes 1 gegenüber dem Funktionsraum 2 ist die
Wirksamkeit des Druckausgleiches gegeben, wobei der wirksame
Volumendurchsatz pro Zeiteinheit beim Ventil in der Kabeldurchführung 25 größer ausgelegt ist als beim Ventil in der Kabeldurchführung 24 zum LED-Betriebsraum 1.
Bei der speziellen Ausbildung von Betriebsraum 1 , Funktionsraum 2 und Kühlfläche 3 mit Laschen 31 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dazu ein Aluminiumblech, mit einer zu bevorzugenden Dicke von 2,5 - 3 mm, zu wählen. Bedingt durch den vorliegend gewählten Fertigungsprozess weisen die erwähnten Seitenflächen von Betriebs- und Funktionsraum Entformungsschrägen in einem gewissen Winkel auf. Die Abwinkelung der Laschen 31 ist entsprechend der Winkels der Entformungsschrägen vorzunehmen. Vorteilhaft kann der Winkel der Laschen 31 dabei geringfügig kleiner gewählt werden, so dass sich diese an die
korrespondierend gegenüber liegenden Seitenfläche der Seitenwände des Betriebs- und Funktionsraums leicht unter Spannung bei der
Montage der Kühlfläche 3 anpressen und so für ein inniges Anliegen und somit optimalen Wärmekontakt sorgen. Diese spezielle Ausführung beschränkt die Erfindung jedoch nicht darauf. Wird die Ausbildung genannter Seitenflächen und Laschen streng rechtwinklig vorgenommen, setzt dies lediglich eine präzisere Fertigung voraus, um die gleichen Wärmeübergänge über die Laschen zu realisieren. Im speziellen Beispiel bei Verwendung von nur vier Laschen 31 , die paarweise gegenüber liegend vorgesehen sind (vgl. Fig. 1 ) weisen die Laschen: eine Länge 230 mm und 210 mm und jeweils eine Breite ca. 20 mm auf, womit sich Kontaktübergangsflächen von 176cm2 ergeben.
Es wurde gefunden, dass es ausreicht, jede der Laschen 31 im Beispiel mit zwei Schraubverbindungen am jeweiligen Raum zu befestigen.
Kontaktmaterialien wie Wärmeleitpads oder Wärmeleitpaste sind durch die beschriebene Art der Anbindung der Kühlfläche 3 nicht erforderlich, können wunschgemäß jedoch verwendet werden.
Zur weiteren Optimierung der Kühlwirkung ist im speziellen Beispiel eine fünfte Lasche 32 stirnseitig am LED-Betriebsraum 1 vorgesehen. Damit ergibt sich ein noch optimalerer Wärmefluss vom LED-Betriebsraum zur Kühlfläche 3, und zwar genau dort, wo im Betrieb die größte
Verlustwärme produziert wird.
Um den Einfluss der erfindungsgemäßen Maßnahmen im Einzelnen zu verfolgen, sollen nachfolgende experimentell gewonnene Messwerte bei einer Umgebungstemperatur von 25°C dienen:
Die Betriebsumgebungstemperatur eines handelsüblichen LED- Betriebsgerätes beträgt ca. 55°C.
Die erreichte Temperatur bei einer LED-Modulbaugruppe mit 80W
Systemleistung (ohne Kühlfläche 3) beträgt im LED-Betriebsraum 63°C, was eine deutliche Überschreitung der Herstellerspezifikation für die zugesicherte Lebensdauer bedeutet. Allein die Anbringung der Kühlfläche 3 mit nur vier Laschen 31 senkt die Temperatur im LED-Betriebsraum bereits unterhalb des einzuhaltenden Grenzwertes, im Beispiel 53°C (bei einer Gesamtfläche der Kühlfläche 3 von 17dm2). Das Vorsehen der vorstehend angesprochenen weiteren fünften Lasche 32 bewirkt eine weitere Temperaturabsenkung im LED-Betriebsraum 1 um 4-5 K.
Die erfindungsgemäß vorgesehene thermische Trennung zwischen LED- Betriebsraum 1 und Funktionsraum 2 bewirkt, dass die Temperatur im Funktionsraum 2, unter gleichen vorstehenden Bedingungen, um mindestens 5K reduziert wird und damit die spezifizierte maximale Betriebsumgebungstemperatur für das Betriebsgerät (üblicherweise 55°C) nicht übersteigt. Damit ist die Wirksamkeit vorliegender
Maßnahmen dokumentiert und es wird durch die relativ niedrigen
Temperaturen im Betrieb der Leuchte eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer der LED-Modulbaugruppe als auch der Betriebsgeräte erreicht. Bei Einsatz einer höheren Leistungsklasse für die LED- Modulbaugruppe 11 muss lediglich die Fläche der Kühlfläche 3 bei ansonsten identischen Gestaltungen von LED-Betriebsraum 1 und Funktionsraum 2 vergrößert werden. Es wurde weiterhin gefunden, dass mit Steigerung der Systemleistungen um jeweils 10W eine Erhöhung der Kühlfläche 3 um ca. 18% eine wirksame Maßnahme darstellt, um weiterhin eine ausreichende Kühlwirkung zu gewährleisten.
In allen beschriebenen Fällen sind die Ober- und Unterseite der
Kühlfläche 3 eben und ohne zusätzliche Kühlrippen oder Kühlkörper ausgeführt, so dass nicht nur deren Fertigung ausgesprochen preiswert (im Vergleich zu Kühlkörpern des bekannten Standes der Technik) ist, sondern dadurch auch unnötige Verschmutzungen und hohe
Schneebelastung vermieden werden. Ein weiterer erheblicher Vorteil gegenüber des bekannten Standes der Technik ist, dass für die
Ausbildung des LED-Betriebsraums 1 und des Funktionsraums 2 für eine ganze Leuchtenlinie unterschiedlicher Leistungsklassen stets die identische Bauform und -große zum Einsatz gelangen kann.
Die gestalterischen Vorteile und Freiheitsgrade für die Ausbildung der Kühlfläche 3 sind vielgestaltig, so dass hier einzig durch veränderte Ausbildung der Kühlfläche 3 (rund, oval, eckig, farbig etc.) sehr schnell auf Kundenanforderungen reagiert werden kann und so auf einfache und schnelle Weise unterschiedliche Designlinien aufgelegt werden können. Die mit allen vorstehend beschriebenen Baugruppen bestückte und montierte LED-Außen- und Straßenleuchte, kann auf einfache Weise am Einsatzort montiert werden, indem der an der straßenseitigen Unterseite des Funktionsraums 2 vorgesehene Deckel D geöffnet wird, der Monteur lediglich die elektrische Verbindung zur Netzzuleitung über die
Kabeleinführung 25 und die mechanische Mastanbindung, über hier nicht dargestellte Befestigungsmittel, vornehmen muss. Danach wird der Deckel D, der über eine umlaufende Verrippung und darin angeordneter Dichtungsmasse verfügt, lediglich wieder aufgeschraubt. Zwecks
Realisierung der erforderlichen hohen Wasser- und Staubdichtheit entsprechend mindestens IP66 wird der Deckel mit dem Grundkörper des Funktionsraumes 2 vorzugsweise mit mindestens vier Schrauben fest verschraubt. Zur Unverlierbarkeit beim öffnen ist dieser Deckel vorzugsweise über ein Fangseil mit dem Grundkörper des
Funktionsraumes 2 verbunden.
Ebenso ist der LED-Betriebsraum 1 lichtaustrittsseitig mit einem
hermetisch abgedichteten aber zu Montagezwecken lösbaren Deckel 13 versehen, welcher aus einem verwindungssteifen Metallrahmen mit darin abgedichtet montierter Lichtaustrittsscheibe aus hochtranspatentem Kunststoff (wie PMMA) oder mineralischem Sicherheitsglas besteht. Für die direkte Montage am Anschlussmast bleibt dieser herstellerseitig bereits hermetisch verschlossene LED-Betriebsraum jedoch geschlossen und der Monteur hat lediglich den genannten Deckel D am
Funktionsraum 2 zu eröffnen.
Neben den bereits beschriebenen ökonomischen Vorteilen vorliegender Erfindung, ergeben sich jedoch auch deutliche technische Vorteile, die z.B. darin bestehen, dass es nunmehr auf einfache Weise möglich ist mit der vorgeschlagenen Lösung nicht nur das Design, sondern auch die grundsätzliche Größe der Leuchte zu bestimmen, ohne an der
eigentlichen„Technik" etwas zu verändern.
Gerade bei modernen LED-Systemen besteht die Möglichkeit, bei baugleicher Technik sehr unterschiedliche System- bzw. Lichtleistungen zu generieren. Für Leuchten, die mit höheren Lichtleistungen versehen sind, gibt es auch die Anforderung einer erhöhten Lichtpunktmontage. Wenn hier eine Geometrie zum Einsatz kommt, die bei deutlich kleineren Masthöhen ästhetisch sinnvoll ist, so wirkt diese auf höheren Masten gegebenenfalls unpassend und umgekehrt. Dieser Nachteil des Standes der Technik lässt sich durch einfachen Austausch der Kühlfläche 3 in weiten Grenzen beheben. So kann auch eine technisch eigentlich nicht erforderliche größere Kühlfläche eingesetzt werden, wenn ästhetische Aspekte dies bedingen.
Alle in der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und der
nachfolgenden Zeichnungen erkennbaren Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander
erfindungswesentlich sein.
Bezuqszeichenliste
1 - LED-Betriebsraum
11 - LED-Modulbaugruppe
12 - schmale Stirnfläche des LED-Betriebsraums
13 - Deckel für LED-Betriebsraum mit Lichtaustrittsscheibe
14 - Dachfläche des LED-Betriebsraums
2 - Funktionsraum
21 - LED-Betriebsgerät
22 - Netzanschlussklemme
23 - Haubenbereich des Funktionsraums 2
24 - Kabeldurchführung zwischen Betriebs- und Funktionsraum
25 - Kabeldurchführung zwischen Funktionsraum und Atmosphäre
26 - Montageplatte
3 - Kühlfläche
31 - Laschen an Kühlfläche
32 - fünfte Lasche
4 - thermisches Isolationsmittel
C-C - Schnittebene
D - Deckel
E - Eckbereich
E1 - stegartige Überhänge
F - Falz
L - Luftraum

Claims

Patentansprüche
1. LED-Außen- und Straßenleuchten umfassend einen Raum für die Aufnahme einer LED-Modulbaugruppe (1 1 ) und an sich üblicher LED-Betriebsgeräte (21 ), Netzanschlussklemmen (22) etc. sowie Kühlkörper, wobei die Leuchten zum direkten Anschluss an eine Mast- oder Hausanschlussleitung bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- die LED-Modulbaugruppe (1 1 ) hermetisch gedichtet in einem separaten quaderartigen LED-Betriebsraum (1 ) untergebracht ist,
- an den sich an einer seiner schmalen Stirnflächen (12) des LED-Betriebsraums (1 ) der zweite Funktionsraum (2) zur separaten hermetisch gedichteten Aufnahme von
Netzbetriebsgeräten (21 ) und Netzanschlussklemmen (22) etc. anschließt, wobei
- die beiden genannten Betriebs- und Funktionsräume (1 , 2) thermisch weitestgehend entkoppelt mechanisch miteinander verbunden sind und
- umlaufend oder zumindest an gegenüberliegenden
Seitenflächen eine untere Falz (F) aufweisen, mit der beide Betriebs- und Funktionsräume (1 , 2) versehen sind, auf die
- planparallel von außen eine austausch- und in der Fläche
anpassbare Kühlfläche (3) aufgesetzt ist, die über Laschen (31 ) in engen thermischen Kontakt zu den seitlichen Betriebs- und Funktionsraumflächen steht und mit diesen verbunden ist.
2. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass die geometrische Größe und
Flächenausformung der Kühlfläche (3) je nach abzuführender Verlustwärme der LED-Modulbaugruppe (11 ) und der im
Funktionsraum (2) durch die Betriebsgeräte entstehenden
Verlustwärme in anpassbarer unterschiedlicher Größe festlegbar ist.
3. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Entkopplung von LED- Betriebs- und Funktionsraum (1 , 2) dadurch erfolgt, dass der Funktionsraum (2) den LED-Betriebsraum (1 ) in einem Eckbereich (E) derart erfasst, dass bei mechanischer Verbindung des LED- Betriebs- und Funktionsraums (1 , 2) zumindest im Bereich der Dachfläche (14) des Betriebsraums (1 ) stegartige Überhänge (E1 ) für eine nach außen anliegende Verbindung der beiden Räume (1 , 2) sorgen, im Innenraum zwischen den beiden LED-Betriebs- und Funktionsräumen (1 , 2) aber im Wesentlichen ein im genannten Eckbereich zumindest ein zur Dachfläche (14) umfasster Luftraum verbleibt.
4. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Luftraum zur Erhöhung der
mechanischen Stabilität und/oder Verminderung einer
Deformierbarkeit mit zusätzlichen, genannte Räume (1 , 2) beabstandenden Nasen, Stegen und/oder Erhebungen versehen ist.
5. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Luftraum zur definierten Einstellung eines Wärmeleitübergangs zwischen den Betriebs- und
Funktionsraum (1 , 2) mit einem thermischen Isolationsmittel (4) gefüllt ist.
6. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Funktionsraum (2) in seiner Höhe beleuchtungsabseitig dachartig und höher als der LED- Betriebsraum (1 ) ausgebildet ist, wobei er den LED-Betriebsraum (1 ) im Verbindungsbereich haubenartig überragt und innerhalb des Haubenbereichs (23) senkrecht zur Längserstreckung des
Funktionsraums (2) mit dem Betriebsraum (1 ) inwendig verschraubt ist.
7. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem LED-Betriebsraum (1 ) und dem Funktionsraums (2) eine abgedichtete Kabeldurchführung (24) mit einem integrierten Druckausgleichsventil vorgesehen ist.
8. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Funktionsraum (2) mit einer
abgedichteten Kabeldurchführung (25), die ebenfalls ein
integriertes Druckausgleichsventil beinhaltet, für eine
Netzanschlussleitung versehen ist.
9. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsventile in den
Kabeldurchführungen (24, 25) so ausgelegt sind, dass der wirksame Volumendurchsatz pro Zeiteinheit im
Druckausgleichventil der Kabeldurchführung (25) größer festgelegt ist, als der des Druckausgleichsventils in der Kabeldurchführung (24), die zwischen LED-Betriebsraum (1 ) und Funktionsraum (2) angeordnet ist.
10. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass den mit den Laschen (31 ) der Kühlfläche (3) in thermischen Kontakt stehenden seitlichen Flächen der LED- Betriebs- und Funktionsräume ( , 2) eine beleuchtungsabseitige konische Verjüngung gegeben ist, und den Laschen (31 ) ein korrespondierender leicht geringerer Neigungswinkel im
unmontierten Zustand derart gegeben ist, dass bei plan auf den Falzen (F) aufliegender Kühlfläche (3) im Montagezustand diese Laschen (31 ) ganzflächig plan an die korrespondierenden seitlichen Betriebs- und Funktionsraumflächen angepresst sind.
11. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass die seitlichen Flächen der LED-Betriebsund Funktionsräume (1 , 2) jeweils von zwei gegenüberliegenden Laschen (31 ) erfasst sind.
12. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Flächen des LED- Betriebsraums (1 ) zumindest an drei aneinander grenzenden seitlichen Flächen von Laschen (31 , 32) der Kühlfläche (3) erfasst sind.
13. LED-Außen- und Straßenleuchten nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Funktionsraum (2) beleuchtungsseitig mit einem hermetisch abgedichteten aber zu Montagezwecken lösbaren Deckel (D) versehen ist.
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