WO2002066888A1

WO2002066888A1 - Unterflurfeuer für signalisierungs- und/oder markierungszwecke

Info

Publication number: WO2002066888A1
Application number: PCT/DE2002/000597
Authority: WO
Inventors: Jan Cuypers; Jean-Claude Vandevoorde
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2002-08-29
Also published as: DE50211203D1; US20060072312A1; ES2292734T3; EP1362205B1; ATE378551T1; US7300186B2; EP1362205A1; DK1362205T3

Abstract

Ein Unterflurfeuer für Signalisierungs- und/oder Markierungszwecke hat ein Gehäuse (2), das in eine Verkehrsfläche (3), z.B. eine Strasse, Flughafenroll-, -start- und -landebahn od.dgl., eingebettet ist, einen Gehäusedeckel (4), mittels dem das in die Verkehrsfläche eingebettete Gehäuse (2) an seiner Oberseite schliessbar ist, der lösbar mit dem Gehäuse (2) verbindbar ist und der zumindest eine Lichtaustrittöffnung (12) aufweist, und ein Leuchtmittel (6), das im Gehäuse (2) angeordnet und mittels dem Licht durch die Lichtaustrittöffnung (12) des Gehäusedeckels (4) abstrahlbar ist.Um für das Leuchtmittel höhere Stromdichten und damit eine höhere Lichtabgabeleistung des Unterflurfeuers zu ermöglichen, ist zwischen dem Leuchtmittel (6) und dem Gehäusedeckel (4) eine Wärmeleitbrücke (9, 17) ausgebildet, mittels der vom Leuchtmittel (6) erzeugte thermische Energie zum Gehäusedeckel (4) leitbar ist, von dem aus die thermische Energie über das in der Verkehrsfläche (3) eingebettete Gehäuse (2) zur Verkehrsfläche (3) hin ableitbar ist.

Description

Beschreibung

Unterflurfeuer für Signalisierungs- und/oder Markierungszwecke

Die Erfindung bezieht sich auf ein Unterflurfeuer für Signalisierungs- und/oder Markierungszwecke mit einem Gehäuse, das in eine Verkehrsfläche, z.B. eine Straße, Flughafenroll-, -start- und -landebahn od.dgl., eingebettet ist, einem Gehäu- sedeckel, mittels dem das in die Verkehrsfläche eingebettete Gehäuse an seiner Oberseite schließbar ist, der lösbar mit dem Gehäuse verbindbar ist und der zumindest eine Lichtaustrittöffnung aufweist, und einem Leuchtmittel, das im Gehäuse angeordnet und mittels dem Licht durch die Lichtaustrittöff- nung des Gehäusedeckels abstrahlbar ist.

Bei bekannten derartigen Unterflurfeuern, in denen als Leuchtmittel unter anderem auch LED (Lichtemittierende Dioden) zum Einsatz kommen, wird die im Betrieb des Leuchtmit- tels erzeugte Wärmemenge üblicherweise durch Konvektion in ein Gas, bei dem es sich oft um Luft handelt, überführt; bei einigen bekannten Unterflurfeuern ist dem Leuchtmittel eine Wärmesenke zugeordnet, von der aus die beim Betrieb des Leuchtmittels erzeugte Wärmemenge an das Gas bzw. die Luft durch Konvektion abgegeben wird. Aufgrund der in Unterflurfeuern vorherrschenden begrenzten räumlichen Verhältnisse haben auch mit einer Wärmesenke mit kleinem Wärmedurchlasswiderstand ausgerüstete Unterflurfeuer einen Gesamtwärmedurch- lasswiderstand von üblicherweise mehr als 30 K/W Verlustleis- tung.

Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Einsatz von auf PC-Platten montierten LED ergibt sich ein Wärmedurchlasswiderstand zwischen der Sperrschicht der LED und der PC-Platte von mehr als 150 K/W. Bei einigen automativen Anwendungen wird ein Wärmedurchlasswiderstand in der Größenordnung von etwa 70 K/W erreicht. Diese hohen Wärmedurchlasswiderstände, ω ω M P¹ cπ o (_π O Cn o cn

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Schon mit einer einzigen als Leuchtmittel vorgesehenen Leistungs-LED lassen sich die geforderten Lichtabstrahlleistungen in vielen Fällen realisieren. Zweckmäßigerweise sollten als Leuchtmittel maximal sechs Leistungs-LED je Lichtaus- trittöffnung vorgesehen werden.

Um die Lichtabgabe bzw. die Lichtabstrahlleistung des erfindungsgemäßen Unterflurfeuers noch weiter zu optimieren ist es zweckmäßig, wenn der zumindest einen Leistungs-LED ein Kolli- matorglied zugeordnet ist. Dieses Kollimatorglied kann eingesetzt werden, um die Lichtstrahlung direkt durch das Abstrahlfenster abzustrahlen; alternativ kann die Lichtabstrah- lung mittels des Kollimatorgliedes nach einer vorhergehenden Reflexion auf einem Strahlungsform- oder -umlenkspiegel er- folgen. Durch den Einsatz von Kollimatoren, Linsen, Prismen, Diffraktoren und/oder Spiegeln kann die jeweils gewünschte Lichtstrahlungsverteilung erreicht werden.

In konstruktiv-technisch wenig aufwendiger Weise läßt sich die Wärmeleitbrücke zwischen dem Leuchtmittel und dem Gehäusedeckel realisieren, wenn die zumindest eine Leistungs-LED mit ihrer Trägerplatte auf einer Basisplatte sitzt, die an zumindest einem mit der Unterseite des Gehäusedeckels verbundenen Deckelinnenteil angebracht ist und mit diesem die Wär- meleitbrücke zum Gehäusedeckel und damit zum Gehäuse ausbildet.

Vorteilhaft wird die Wärmeleitbrücke durch die Basisplatte und zwei Deckelinnenteile gebildet, die beidseits der Träger- platte angeordnet und mit der Unterseite des Gehäusedeckels verbunden sind.

Die beiden Deckelinnenteile können an den Endabschnitten der Basisplatte angeordnet sein, wobei vorteilhaft jedes Decke- linnenteil einerseits flächig an der Basisplatte und andererseits flächig an der Unterseite des Gehäusedeckels anliegt. > c ιV> IV) h-¹ P »

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Es zeigen :

FIGUR 1 eine perspektivische Außenansicht eines er- fmdungsgemaßen Unterflurfeuers ; FIGUR 2 eine erste Schnittdarstellung des erfmdungs- gemaßen Unterflurfeuers; FIGUR 3 eine zweite Schnittdarstellung des erfmdungs- gemaßen Unterflurfeuers; FIGUR 4 eine perspektivische Darstellung der Unterseite eines Gehausedeckels des in den FIGUREN 1 bis 3 gezeigten erfmdungsgemaßen Unterflurfeuers; FIGUR 5 eine Seitenansicht eines Leuchtmittels des erfmdungsgemaßen Unterflurfeuers; FIGUR 6 eine Vorderansicht des FIGUR 5 gezeigten Leuchtmittels;

FIGUR 7 eine perspektivische Darstellung des den

FIGUREN 5 und 6 gezeigten Leuchtmittels; FIGUR 8 bis

FIGUR 10 Prmzipdarstellungen weiterer erfmdungs- gemäßer Unterflurfeuer; und

FIGUR 11 die Kennlinie einer Leistungs-LED im Vergleich zu der einer üblichen 5-mm-LED.

Zu einem anhand der FIGUREN 1 bis 4 gezeigten erfmdungsgema- ßen Unterflurfeuer 1 gehört ein Gehäuse 2, welches etwa zylindrisch ausgebildet und m eine Verkehrsflache 3 eingebet¬

Bei der Verkehrsflache 3 kann es sich beispielsweise um eine Straße, um eine Flughafenroll-, -start- und -landebahn od.dgl. handeln. Das Unterflurfeuer 1 dient zu Signalisierungs- und/oder Markierungszwecken.

An seiner Oberseite ist das Gehäuse 2 des Unterflurfeuers 1 mittels eines Gehausedeckels 4 verschließbar, der losbar, z.B. mittels Schraubverbindungen 5, mit dem Gehäuse 2 verbindbar ist. Der Gehausedeckel 4 steht lediglich geringfügig, z.B. weniger als 13 mm, über die Verkehrsfläche vor. Das Gehäuse 2 ist entweder unmittelbar von dem die Verkehrsfläche 3 ausbildenden Werkstoff umgeben, oder aber zwischen dem Gehäuse 2 und dem die eigentliche Verkehrsfläche 3 ausbildenden Werkstoff sind thermisch leitende Baustoffe, wie epoxid- oder polyestergefüllte Mörtel, vorgesehen.

Innerhalb des Gehäuses 2 ist als Leuchtmittel eine Leitungs- (Power)-LED 6 vorgesehen. Diese Leistungs-LED 6 hat bei einem Durchgangsstrom von ca. 700 bis 750 A ihre maximale Lichtabgabeleistung, wie sich aus FIGUR 11 ergibt, die die Lichtabgabeleistung in Abhängigkeit von der Stromstärke für eine Leistungs-LED und für eine übliche 5-mm-LED zeigt.

Die Leistungs-LED 6 sitzt auf einer Trägerplatte 7, die ihrerseits, wie am besten aus FIGUR 5 hervorgeht, durch geeignete Verbindungsmittel 8 mit einer Basisplatte 9 verbunden ist. Die Trägerplatte 7 der Leistungs-LED 6 und die Basisplatte 9 liegen flächig aneinander an. Der gesamte Wär e- durchlasswiderstand zwischen der Sperrschicht der Leistungs- LED 6 bis zur Basisplatte 9 beträgt ca. 11 K/W. Zum Vergleich sind FIGUR 11 die entsprechenden Werte einer üblichen 5-mm- LED entnehmbar, bei der sich ein Wärmedurchlasswiderstand von ca. 220 K/W ergibt.

Der Leistungs-LED 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kollimatorglied 10 zugeordnet, mittels dem die Lichtabgabe der Leistungs-LED 6 optimierbar ist. Aus dem Kollimatorglied 10 gerät das von der Leistungs-LED 6 abgestrahlte Licht in eine Optikeinheit 11, welche das abgestrahlte Licht durch eine im Gehäusedeckel 4 vorgesehene Lichtaustrittöffnung 12 verläßt. Die Ausgestaltung des vom Unterflurfeuer 1 abgestrahlten Lichtstrahls hängt unter anderem davon ab, wie die Optikeinheit 11 ihrerseits ausgestaltet ist, wobei diese je nach gewünschter Art der Lichtabstrahlung entsprechend adaptierte Linsen, Prismen, Diffraktoren, Spiegel ud.dgl. aufweisen kann. Im Bereich seiner Strahlungsaustrittfläche ist das Kollimatorglied 10 mittels eines Linsenhalters 13 gehaltert, der seinerseits mittels geeigneter Verbindungsglieder 14 mit von der Basisplatte 9 beidseits der Trägerplatte 7 vorstehenden stark thermisch leitenden Abstandhaltern, zum Beispiel metallischen Mehrkanthülsen 15, verbunden ist.

Auf der dem Kollimatorglied 10 abgewandten Seite des Linsenhalters 13 ist ein Shutter bzw. Verschluß 16 angeordnet. Die Ausgestaltung der Baugruppe aus Basisplatte 9, Trägerplatte 7, Leistungs-LED 6, Mehrkanthülsen 15, Kollimatorglied 10, Linsenhalter 13 und Shutter bzw. Verschluß 16 geht am besten aus den FIGUREN 5 bis 7 hervor.

Die Basisplatte 9 ist, wie sich am besten aus FIGUR 4 ergibt, an ihren beiden seitlichen Endabschnitten an jeweils einem Deckelinnenteil 17, 18 angebracht. Die beiden Deckelinnenteile 17, 18 sind in gleicher Weise ausgebildet, so daß im folgenden lediglich das Deckelinnenteil 17 beschrieben wird.

Das Deckelinnenteil 17 ist, wie sich am besten aus einer Zusammenschau der FIGUREN 2 bis 4 ergibt, flächig mit der Unterseite 19 des Gehäusedeckels 4 verbunden. Entsprechend liegt das Deckelinnenteil 17 flächig am Endabschnitt der Ba- sisplatte 9 an. Die einander zugeordneten deckelinnenteilsei- tigen und basisplattenseitigen Anlageflächen sowie die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und deckelseitigen Anlageflächen sind metallisch glatt ausgebildet, um einen ungestörten Wärmeübergang zwischen der Basisplatte 9 und dem Deckelinnenteil 17 bzw. dem Deckelinnenteil 17 und dem Gehäusedeckel 4 zu gewährleisten.

In der vorstehend beschriebenen Weise bilden die Basisplatte 9 und das Deckelinnenteil 17 bzw. das Deckelinnenteil 18 eine Wärmeleitbrücke zwischen der Leistungs-LED bzw. deren Trägerplatte 7 und dem Gehäusedeckel 4. Der Gehäusedeckel 4 ist seinerseits über eine metallisch glatte deckelseitige Anlagefläche 20 mit einer ebenfalls metallisch glatten gehäuseseitigen Anlagefläche 21 verbunden, wobei hierdurch die Wärme aus dem Gehäusedeckel 4 über das Gehäuse 2 an die Verkehrsfläche bzw. den die Verkehrsfläche ausbildenden Werkstoff abgegeben wird.

Sowohl die Trägerplatte 7 der Leistungs-LED 6 als auch die Basisplatte 9 und die beiden Deckelinnenteile 17, 18 sind aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten ausgebildet, so daß durch die mittels der Basisplatte 9 und den Deckelinnenteilen 17, 18 gebildete Wärmeleitbrücke zum Gehäusedeckel 4, den Gehäusedeckel 4 und das Gehäuse 2 ein Wärmeabfuhrpfad von der Leistungs-LED 6 bis zur Verkehrsfläche 3 geschaffen wird. Dieser Wärmeabfuhrpfad hat einen gesamten

Wärmedurchlasswiderstand von ca. 1,5 K/W, wobei die Verkehrsfläche 3 eine quasi unendlich große Wärmesenke bildet.

Bei dem vorstehend beschriebenen Unterflurfeuer 1 wird somit die Wärmeabfuhr vom Leuchtmittel bzw. von der Leistungs-LED 6 praktisch ohne Konvektion bewirkt, vielmehr wird mittels der Deckelinnenteile 17, 18 und der Basisplatte 9 eine Wärmeleitbrücke zum Gehäusedeckel 4 geschaffen, wodurch vergleichsweise große Wärmemengen über den Gehäusedeckel 4 und das Gehäuse 2 an die Verkehrsfläche 3 abgegeben werden können. Hierdurch sind Lichtabgabeleistungen der Leistungs-LED 6 und damit Abstrahlleistungen des Unterflurfeuers 1 möglich, die jedweden Anforderungen entsprechen und bei denen dennoch die durch den geringen Überstand des Gehäusedeckels 4 über die Oberseite der Verkehrsfläche 3 vorgegebenen Restriktionen hinsichtlich der Abmessung der Lichtaustrittsöffnung 12 ohne weiteres eingehalten werden können.

Die FIGUREN 8 und 10 zeigen in Draufsicht weitere Ausfüh- rungsformen von erfindungsgemäß mit Wärmeleitbrücken ausgestatteten Unterflurfeuern 1, wobei die Ausführungsform gemäß FIGUR 8 einen Gehäusedeckel 4 mit zwei symmetrisch zu einer Achse angeordneten Lichtaustrittöffnungen 12 aufweist, wohingegen die Ausführungsform gemäß FIGUR 10 einen Gehäusedeckel 4 mit zwei Lichtaustrittöffnungen 12 aufweist, deren Symme trieachsen einen Winkel einschließen.

FIGUR 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines mit erfindungsgemäßen Wärmebrücken ausgebildeten Unterflurfeuers 1 mit zweimal vier Leistungs-LED.

Claims

Patentansprüche

1. Unterflurfeuer für Signalisierungs- und/oder Markierungszwecke, mit einem Gehäuse (2), das in eine Verkehrsfläche (3), z.B. eine Straße, Flughafenroll-, -start- und -landebahn od.dgl., eingebettet ist, einem Gehäusedeckel (4), mittels dem das in die Verkehrsfläche eingebettete Gehäuse (2) an seiner Oberseite schließbar ist, der lösbar mit dem Gehäuse (2) verbindbar ist und der zumindest eine Lichtaustrittsöff- nung (12) aufweist, und einem Leuchtmittel (6), das im Gehäuse (2) angeordnet und mittels dem Licht durch die Lichtaustrittöffnung (12) des Gehäusedeckels (4) abstrahlbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem Leuchtmittel (6) und dem Gehäusedeckel (4) eine Wär leit- brücke (9, 17, 18) ausgebildet ist, mittels der vom Leuchtmittel erzeugte thermische Energie zum Gehäusedeckel (4) leitbar ist, von dem aus die thermische Energie über das in der Verkehrfläche (3) eingebettete Gehäuse (2) zur Verkehrsfläche (3) hin ableitbar ist.

2. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, bei dem als Leuchtmittel zumindest eine Leistungs-LED (6) vorgesehen ist.

3. Unterflurfeuer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem als Leucht- mittel maximal sechs Leistungs-LED (6) je Lichtaustrittöffnung (12) vorgesehen sind.

4. Unterflurfeuer nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der zumindest einen Leistungs-LED (6) ein Kollimatorglied (10) zuge- ordnet ist.

5. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die zumindest eine Leistungs-LED (6) mit ihrer Trägerplatte (7) auf einer Basisplatte (9) sitzt, die an zumindest einem mit der Unterseite des Gehäusedeckels (4) verbundenen

Deckelinnenteil (17, 18) angebracht ist und mit diesem die Wärmeleitbrücke (9, 17, 18) zum Gehäusedeckel (4) ausbildet.

6. Unterflurfeuer nach Anspruch 5, bei dem die Basisplatte (9) mittels zweier Deckelinnenteile (17, 18), die beidseits der Trägerplatte (7) angeordnet sind, mit der Unterseite des Gehäusedeckels (4) verbunden ist.

7. Unterflurfeuer nach Anspruch 6, bei dem die beiden Deckelinnenteile (17, 18) an den Endabschnitten der Basisplatte (9) angeordnet sind.

8. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem jedes Deckelinnenteil (17, 18) einerseits flächig an der Basisplatte (9) und andererseits flächig an der Unterseite des Gehäusedeckels (4) anliegt.

9. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und basis- plattenseitigen Anlageflächen sowie die einander zugeordneten deckelinnenteilseitigen und deckelseitigen Anlageflächen me- tallisch glatt ausgebildet sind.

10. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die einander zugeordneten deckelseitigen (20) und gehäusesei- tigen Anlageflächen (21) metallisch glatt ausgebildet sind.

11. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem die Basisplatte (9) aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, z.B. aus einem Metall, ausgebildet ist.

12. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei dem die Trägerplatte (7) der Leistungs-LED (6) aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, z.B. aus einem Metall, ausgebildet ist.

13. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem das bzw. die Deckelinnenteile (17, 18) aus einem Werkstoff it einem hohen Wärmeleitkoeffizienten ausgebildet ist bzw. sind.