WO2020007714A1 - Leuchtenkörper - Google Patents

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WO2020007714A1
WO2020007714A1 PCT/EP2019/067215 EP2019067215W WO2020007714A1 WO 2020007714 A1 WO2020007714 A1 WO 2020007714A1 EP 2019067215 W EP2019067215 W EP 2019067215W WO 2020007714 A1 WO2020007714 A1 WO 2020007714A1
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illuminant
bottom wall
lamp
illuminant carrier
luminaire
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PCT/EP2019/067215
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Manfred Lackner
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Manfred Lackner
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    • 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 a luminaire with a luminaire body and at least one illuminant, the luminaire body having a bottom wall that is at least partially transparent and forms a light exit surface, and a side wall protruding from the bottom wall, and the at least one illuminant on one of the
  • the facing side of the lamp carrier is arranged and one through the bottom wall, the side wall and the
  • Illuminant carrier facing interior, and the side facing away from the bottom wall of the illuminant carrier with a hardening and a tight seal with the
  • Potting compound forming side wall is covered, according to the preamble of claim 1.
  • Pool lighting used as construction site lighting outdoors, on the high seas and the like, must have special properties due to the harsh environmental conditions. It is particularly important that such lights are gas, water and vapor tight as well as very resistant and resilient.
  • the luminaire should also consume as little energy as possible because a wired supply of electrical power is not possible in all locations due to a lack of suitable infrastructure. The lower the
  • the generic lamp therefore has a luminous element with a bottom and side wall, at least the bottom wall
  • Light exit opening forms.
  • this housing is a
  • Illuminant carrier in particular in the form of a circuit board, is used, on which there are one or more illuminants, in particular one or more LEDs, together with all of them
  • the housing is cast with a sealing compound, from which all installations are covered, whereby a 100% steam and water tightness (highest protection class, IP69) is achieved and corrosion of the lighting system is prevented.
  • IP69 highest protection class
  • the side wall of the lamp body is, for example, a step-shaped on its inner surface
  • the light sources for example in the form of LED chips or light-emitting diodes, are located,
  • the lamp carrier for example in the form of a circuit board, closes flush. This completely encapsulates the illuminants. Since the illuminant carrier is cast in the luminaire body, no special fastening in the luminaire body is required.
  • the lamps are located near the bottom wall. Their main light beam direction is perpendicular to the bottom wall in the direction opposite to the sealing compound, i.e. towards the bottom wall. Because the light from the illuminants only has to pass through the transparent sections of the base wall, the emitted light becomes comparatively little
  • a lamp in particular an LED, emits heat loss. This is particularly problematic in closed luminaire bodies. Due to the compact,
  • Luminaire body usually made of poorly heat-conducting plastic or glass. Especially at high
  • Ambient temperatures and / or intense solar radiation can result in heat accumulation inside the housing and overheating of the illuminants, which are generally designed as LED chips or light-emitting diodes. The higher the illuminants, which are generally designed as LED chips or light-emitting diodes. The higher the illuminants, which are generally designed as LED chips or light-emitting diodes. The higher the illuminants, which are generally designed as LED chips or light-emitting diodes. The higher the
  • the present invention is therefore based on the task of creating a luminaire which is gas, water and vapor tight, resilient, shockproof and resistant and, above all, can be used as permanently as possible where there is the occurrence of impacts, moisture, steam or dust , At the same time, the luminaire should have a longer service life than conventional luminaires and be ready for use even under warm ambient temperatures.
  • Claim 1 relates to a lamp with a
  • Luminaire body and at least one illuminant the luminaire body having an at least partially transparent design and forming a light exit surface
  • the at least one illuminant is arranged on an electrical contact means inserted into the lamp body for the illuminant carrier having at least one illuminant, the at least one illuminant being arranged on a side of the illuminant carrier facing the bottom wall and one through the bottom wall, the side wall and the
  • Illuminant carrier facing interior, and the side facing away from the bottom wall of the illuminant carrier with a hardening and a tight seal with the
  • Potting compound forming the side wall is covered, a heat sink being arranged on the side of the illuminant carrier facing away from the base wall, which heat sink from the
  • Illuminant carrier to the potting compound forms at
  • Cooling fins that protrude into the sealing compound are Cooling fins that protrude into the sealing compound.
  • the illuminants can be kept at an average operating temperature, which is the lifespan of the illuminants, which are generally designed as LEDs significantly extended and also allows the luminaire to be used in ambient conditions of elevated temperature.
  • the heat sink has a recess through which the power supply line is led to the lamp holder, which is electrically shielded by insulation and / or shrink tubing.
  • the heat sink is designed in such a way that it covers one of the illuminant carriers and the other
  • the heat sink should not protrude from the potting compound on the surface of the luminaire body facing the outside, but should be completely enclosed by the potting compound, on the one hand to optimize heat dissipation and on the other hand to avoid places accessible to environmental influences and corrosion.
  • the heat sink can preferably be made of aluminum.
  • a hardening casting compound for which preferably cast resin is used, which has the highest possible thermal conductivity, a good
  • Casting resin is preferably suitable for epoxy resin.
  • epoxy resin has only one poor thermal conductivity (the thermal conductivity of unfilled epoxy resin is 0.21 W / (mK). For that
  • Epoxy resin is preferably used as a starting material for a mixture with a filler, an epoxy system.
  • the density of the resin component is 1.15 - 1.17 cm 3 and that of the hardener is 1.05 - 1.06 cm 3 .
  • the proportions by weight give the mixture a density of 1.1183 cm 3 .
  • fillers are also mixed into the casting base material before the casting compound cures.
  • the fillers should have the highest possible thermal conductivity and good miscibility with the matrix material of the casting compound before curing, even at high fill levels, and should not cause too great an increase in viscosity to avoid problems with pourability and degassing, and not too high a density
  • inorganic fillers have, which is particularly important with large, rounded particles, otherwise sedimentation will occur.
  • Aluminum, graphite, iron and / or copper is preferably used as the filler.
  • the addition of inorganic fillers also has the advantage that the total volume shrinkage is reduced as the casting compound hardens.
  • high filling levels are particularly unfavorable for processing because of the increased viscosity, and additions often result in defects in the polymer matrix due to the addition of fillers, which also negatively affects the properties of the
  • Casting compound can affect. In the course of the present
  • the invention thus proposes a degree of filling that
  • Illuminant carrier is provided with an electrically insulating layer on its side facing away from the bottom wall. Although, according to the prevailing view, no electrical current flows take place on the back of circuit boards, the application of the insulating layer ensures that any electrical current flow is prevented.
  • the invention is based on
  • FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a lamp according to the invention
  • Fig. 2 is a sectional view of a second embodiment of a lamp according to the invention.
  • Fig. 3 is a sectional view of an embodiment of a
  • FIGS. 1 and 2 each show a luminaire according to the invention with a luminaire body comprising a bottom wall 1 and a side wall 2 protruding from the bottom wall 1.
  • the bottom wall 1 and the side wall 2 are usually made of a plastic
  • the side wall 2 has a step-shaped cross-sectional constriction on its inner surface, onto which a lamp carrier 3 is placed.
  • the illuminant carrier 3 is designed approximately as a circuit board and is on it
  • the illuminant carrier 3 also has electrical contacting and control means for the illuminants.
  • the bottom wall 1, the side wall 2 and the illuminant carrier 3 enclose an interior 4 of the lamp, the illuminants facing the interior 4 and the main light beam direction of the illuminants being oriented vertically and in the direction of the bottom wall 1.
  • the bottom wall 1 is at least
  • one or more notches running parallel to the bottom wall 1 can be provided on the inner surface of the side wall 2. These are filled in by potting compound 5 and thereby increase the degree of sealing of the lamp. Casting resin is preferably used for the potting compound 5, which has the highest possible thermal conductivity, good miscibility with the filler even at high filling levels, and not too high a density
  • an epoxy system is preferably used as the starting material for the mixture of the filler, for example the epoxy system E25DM known under bredderpox®.
  • epoxy resin has only a very poor thermal conductivity.
  • fillers according to the invention mixed into the potting base material.
  • the filling material should be as high as possible
  • a heat sink 6 is also used according to the invention, which is arranged on the side of the lamp holder 3 opposite the bottom wall 1.
  • the heat sink 6 can be designed such that it is one
  • Illuminant carrier 3 covering and plate-shaped touching the illuminant carrier 3 at least in sections
  • the heat sink 6 can preferably be made of aluminum.
  • the aluminum heat sink reduces the thermal conductivity of the
  • Luminaire body additionally increased.
  • Casting compound 5 dissipated heat to an extent
  • the illuminants can be kept at an average operating temperature, which significantly extends the life of the illuminants, which are generally designed as LEDs, and also increases the use of the luminaire in ambient conditions
  • Bottom wall 1 can also be embedded optoelectronic components, in particular made of transparent plastic or other transparent material. This embedding can additionally have a lens function and correspondingly influence the generated light in a suitable manner.
  • the luminaire according to the invention can be produced in almost any size and permanently installed at the respective place of use.

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Abstract

Leuchte mit einem Leuchtenkörper und zumindest einem Leuchtmittel, wobei der Leuchtenkörper eine zumindest abschnittsweise transparent ausgeführte und eine Lichtaustrittsfläche bildende Bodenwandung (1) aufweist, sowie eine von der Bodenwandung (1) abstehende Seitenwandung (2), und das zumindest eine Leuchtmittel auf einem in den Leuchtenkörper eingesetzten und elektrische Kontaktierungsmittel für das zumindest eine Leuchtmittel aufweisenden Leuchtmittelträger (3) angeordnet ist, wobei das zumindest eine Leuchtmittel auf einer der Bodenwandung (1) zugewandten Seite des Leuchtmittelträgers (3) angeordnet ist, und die der Bodenwandung (1) abgewandte Seite des Leuchtmittelträgers (3) mit einer einen dichten Abschluss mit der Seitenwandung (2) bildenden Vergussmasse (5) abgedeckt ist. Es wird vorgeschlagen, dass auf der der Bodenwandung (1) abgewandten Seite des Leuchtmittelträgers (3) ein Kühlkörper (6) angeordnet ist, der eine Wärmebrücke vom Leuchtmittelträger (3) zur Vergussmasse (5) bildet, und die Vergussmasse (5) mit einem die Wärmeleitfähigkeit der Vergussmasse (5) erhöhenden Füllstoff versehen ist.

Description

Leuchtenkörper
Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit einem Leuchtenkörper und zumindest einem Leuchtmittel, wobei der Leuchtenkörper eine zumindest abschnittsweise transparent ausgeführte und eine Lichtaustrittsfläche bildende Bodenwandung aufweist, sowie eine von der Bodenwandung abstehende Seitenwandung, und das zumindest eine Leuchtmittel auf einem in den
Leuchtenkörper eingesetzten und elektrische
KOntaktierungsmittel für das zumindest eine Leuchtmittel aufweisenden Leuchtmittelträger angeordnet ist, wobei das zumindest eine Leuchtmittel auf einer der Bodenwandung
Zugewandten Seite des Leuchtmittelträgers angeordnet ist und einem durch die Bodenwandung, die Seitenwandung und den
Leuchtmittelträger gebildeten Innenraum zugewandt ist, und die der Bodenwandung abgewandte Seite des Leuchtmittelträgers mit einer erhärtenden und einen dichten Abschluss mit der
Seitenwandung bildenden Vergussmasse abgedeckt ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine gattungsgemäße Leuchte wurde in der DE 10 2011 106 252 Al und der DE 10 2005 025214 A2 beschrieben. Weitere Leuchten wurden in der US 5632551 A, US 2004246741 Al und der DE 10 2011 106252 Al beschrieben.
Leuchten, die Stößen, Nässe, Dampf oder Staub und
unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind und
insbesondere als Straßen- Tunnel- Schiffs- und
Verkehrsbeleuchtung, als Beleuchtung von Seeanlagen oder
Häfen, als Unterwasserbeleuchtung, Schwimmbad- und
Poolbeleuchtung, als Baustellenbeleuchtung im Außenbereich, auf hoher See und dergleichen eingesetzt werden, müssen aufgrund rauer Umgebungsbedingungen besondere Eigenschaften aufweisen. Besonders wichtig ist es, dass derartige Leuchten gas-, wasser- und dampfdicht sowie sehr widerstandsfähig und belastbar sind. Die Umgebungsbedingungen in den genannten Bereichen, insbesondere die hohe Luftfeuchtigkeit, führt bei einer Vielzahl von herkömmlichen Leuchten zu einer niedrigen Lebensdauer, vor allem zur Bildung von Kondenswasser und damit verbundener Korrosion. Die Leuchte soll zudem möglichst wenig Energie verbrauchen, weil eine kabelgebundene Versorgung mit elektrischem Strom mangels geeigneter Infrastruktur nicht an sämtlichen Orten möglich ist. Je niedriger der
Energieverbrauch der Leuchte ist, desto problemloser können Batterien zur Stromversorgung verwendet werden. Eine
batteriebasierte Stromversorgung ermöglicht einen
ortsunabhängigen, besonders flexiblen Einsatz der Leuchte.
Herkömmliche Leuchten sind üblicherweise aus mehreren
Komponenten wie Glas, Dichtung, Gehäuse und dergleichen gefertigt. Der Einritt von Feuchtigkeit, Dampf oder Wasser und die damit verbundene Korrosion lassen sich trotz Abdichtungen erfahrungsgemäß nicht verhindern. Die gattungsgemäße Leuchte verfügt daher über einen Leuchtkörper mit einer Boden- und Seitenwandung, wobei die Bodenwandung zumindest
abschnittsweise transparent ausgeführt ist und eine
Lichtaustrittsöffnung bildet. In dieses Gehäuse wird ein
Leuchtmittelträger, insbesondere in Form einer Platine, eingesetzt, auf dem sich ein oder mehrere Leuchtmittel, insbesondere eine oder mehrere LEDs, mitsamt allen
elektrischen Kontaktierungs- und Steuerelementen befinden.
Nach dem Einbau und der Anbringung der Zuleitungen wird das Gehäuse mit einer Vergussmasse vergossen, von der sämtliche Einbauten bedeckt werden, wodurch eine 100%ige Dampf- und Wasserdichtheit (höchste Schutzart, IP69) erreicht und eine Korrosion des Beleuchtungssystems verhindert wird.
Die Seitenwandung des Leuchtenkörpers wird dabei an ihrer Innenfläche beispielsweise mit einer stufenförmigen
Querschnittsverengung ausgeführt, auf die der
Leuchtmittelträger, der die stufenförmige
Querschnittsverengung überragt, aufgesetzt wird. Dadurch wird ein Eindringen der Vergussmasse in den von der Bodenwandung, der Seitenwandung und dem Leuchtmittelträger gebildeten
Innenraum, in welchem sich die beispielsweise als LED-Chips oder Leuchtdioden ausgeführten Leuchtmittel befinden,
vermieden. Zur Seitenwandung des Gehäuses hin schließt der beispielsweise als Platine ausgeführte Leuchtmittelträger bündig ab. Dadurch werden die Leuchtmittel vollständig gekapselt. Da der Leuchtmittelträger im Leuchtenkörper vergossen wird, ist zudem keine gesonderte Befestigung im Leuchtenkörper erforderlich.
Die Leuchtmittel sind nahe der Bodenwandung angeordnet. Ihre Licht-Hauptstrahlrichtung verläuft senkrecht zur Bodenwandung in die der Vergussmasse entgegengesetzte Richtung, also zur Bodenwandung hin. Dadurch, dass das Licht der Leuchtmittel nur durch die transparenten Abschnitte der Bodenwandung treten muss, wird das emittierte Licht vergleichsweise wenig
geschwächt. Ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED, gibt jedoch eine Verlustwärme ab. In geschlossenen Leuchtenkörpern ist dies besonders problematisch. Durch die kompakte,
gekapselte Bauweise findet keine Konvektion der Wärme nach außen statt und die Oberfläche, über die die Wärme abgegeben werden kann, ist sehr klein. Zusätzlich besteht der
Leuchtenkörper üblicherweise aus schlecht wärmeleitendendem Kunststoff oder Glas. Insbesondere bei hohen
Umgebungstemperaturen und/oder intensiver Sonneneinstrahlung kann es dadurch im Gehäuseinneren zu einem Wärmestau und einer Überhitzung der in der Regel als LED-Chips oder Leuchtdioden ausgeführten Leuchtmittel kommen. Je höher die
durchschnittliche Betriebstemperatur ist, desto mehr verkürzt sich die Lebensdauer einer LED, und desto eher wird auch ein Einsatz der Leuchte unter warmen Umgebungsbedingungen
beeinträchtigt. Zusätzlich zur erhöhten Spontanausfallsrate zeigt sich bei zunehmender Temperatur zudem auch ein
schlechterer Wirkungsgrad und somit eine geringere
Lichtausbeute bei gleichem Stromverbrauch .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Leuchte zu schaffen, die gas-, wasser- und dampfdicht, belastbar, stoßfest und widerstandsfähig ist und vor allem dort möglichst dauerhaft einsetzbar ist, wo es zum Auftreten von Stößen, Nässe, Dampf oder Staub kommt. Gleichzeitig soll die Leuchte eine im Vergleich zu herkömmlichen Leuchten erhöhte Lebensdauer und eine Einsatzbereit auch unter warmen Umgebungstemperaturen aufweisen. Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich dabei auf eine Leuchte mit einem
Leuchtenkörper und zumindest einem Leuchtmittel, wobei der Leuchtenkörper eine zumindest abschnittsweise transparent ausgeführte und eine Lichtaustrittsfläche bildende
Bodenwandung aufweist, sowie eine von der Bodenwandung abstehende Seitenwandung, und das zumindest eine Leuchtmittel auf einem in den Leuchtenkörper eingesetzten und elektrische Kontaktierungsmittel für das zumindest eine Leuchtmittel aufweisenden Leuchtmittelträger angeordnet ist, wobei das zumindest eine Leuchtmittel auf einer der Bodenwandung zugewandten Seite des Leuchtmittelträgers angeordnet ist und einem durch die Bodenwandung, die Seitenwandung und den
Leuchtmittelträger gebildeten Innenraum zugewandt ist, und die der Bodenwandung abgewandte Seite des Leuchtmittelträgers mit einer erhärtenden und einen dichten Abschluss mit der
Seitenwandung bildenden Vergussmasse abgedeckt ist, wobei auf der der Bodenwandung abgewandten Seite des Leuchtmittelträgers ein Kühlkörper angeordnet ist, der eine Wärmebrücke vom
Leuchtmittelträger zur Vergussmasse bildet, bei der
erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, dass der Vergussmasse ein die Wärmeleitfähigkeit der Vergussmasse erhöhender Füllstoff beigemengt ist, und der Kühlkörper einen den
Leuchtmittelträger abdeckenden und den Leuchtmittelträger zumindest abschnittsweise berührenden, plattenförmigen
Basiskörper aufweist, sowie vom Basiskörper abstehende
Kühlrippen, die in die Vergussmasse ragen.
Mithilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen Kühlkörpers wird die von den Leuchtmitteln erzeugte Wärme an der der Bodenwandung entgegengesetzten Seite in die Vergussmasse abgeführt, wobei aufgrund der Füllstoffe die in die Vergussmasse abgeführte Wärme in einem Ausmaß an die Oberfläche des Leuchtenkörpers abgegeben werden kann, das ein Aufheizen des die Leuchtmittel aufnehmenden Innenraumes und somit der Leuchtmittel
verhindert. Auf diese Weise können die Leuchtmittel auf einer durchschnittlichen Betriebstemperatur gehalten werden, die die Lebensdauer der in der Regel als LED ausgeführten Leuchtmittel deutlich verlängert und auch einen Einsatz der Leuchte in Umgebungsbedingungen erhöhter Temperatur ermöglicht. Der Kühlkörper weist dabei eine Ausnehmung auf, durch die die Stromzuleitung zum Leuchtmittelträger geführt wird, welche durch eine Isolierung und/oder Schrumpfschlauche elektrisch abgeschirmt ist. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform wird anstelle einer fixen Kabelverbindung für den Stromanschluss ein Click- oder Click Switch-Anschluss in die Leuchte bzw. Vergussmasse eingegossen, welcher mit dem Leuchtmittelträger verbunden und isoliert ist und vorzugsweise eben mit der Vergussmasse abschließt.
Der Kühlkörper ist erfindungsgemäß so ausgeführt, dass er einen den Leuchtmittelträger abdeckenden und den
Leuchtmittelträger zumindest abschnittsweise berührenden, plattenförmigen Basiskörper aufweist, sowie vom Basiskörper abstehende Kühlrippen, die in die Vergussmasse ragen. Die Kühlrippen des Kühlkörpers werden etwa mit einem
Skalierungsfaktor von 1:4 bis 1:11 und vorzugsweise im Abstand zwischen 2 und 10 mm gefertigt. Der Kühlkörper soll dabei an der der Außenseite zugewandten Oberfläche des Leuchtenkörpers nicht aus der Vergussmasse herausragen, sondern von dieser vollständig umschlossen sein, um einerseits die Wärmeableitung zu optimieren und andererseits für Umgebungseinflüsse und Korrosion zugängliche Stellen zu vermeiden. Vorzugsweise kann der Kühlkörper etwa aus Aluminium gefertigt sein.
Der Leuchtenkörper wird auf der der Bodenwandung
entgegengesetzten Seite mit einer erhärtenden Vergussmasse geschlossen, für die vorzugsweise Gießharz eingesetzt wird, das eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute
Mischbarkeit mit dem Füllstoff auch bei hohen Füllgraden, und keine allzu hohe Dichte aufweist, was insbesondere bei großen, rundlichen Partikeln des Füllstoffes zur Vermeidung einer Sedimentation wichtig ist, und zur Vermeidung von Problemen bei der Gießbarkeit und beim Entgasen idealerweise auch keine zu starke Erhöhung der Viskosität verursachen soll. Als
Gießharz eignet sich vorzugsweise Epoxidharz. Epoxidharz weist jedoch - wie Kunststoffe im Allgemeinen - nur eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit auf (die Wärmeleitfähigkeit von ungefülltem Epoxidharz beträgt 0.21 W/(m-K). Für das
Epoxidharz wird als Ausgangsmaterial für eine Mischung mit einem Füllstoff vorzugsweise ein Epoxy-System verwendet. Beim Epoxy-System E25DM beispielsweise beträgt die Dichte der Harz-Komponente 1.15 - 1.17 cm3 und die des Härters 1.05 - 1.06 cm3. Bei einem Verhältnis Harz: Härter von 100:60
Gewichtsanteilen ergibt sich daraus die Dichte der Mischung zu 1.1183 cm3.
Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Vergussmasse werden zudem vor dem Aushärten der Vergussmasse Füllstoffe in das Verguss-Basismaterial gemischt. Die Füllstoffe sollen möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit und gute Mischbarkeit mit dem Matrixmaterial der Vergussmasse vor dem Aushärten auch bei hohen Füllgraden aufweisen, sowie keine zu starke Erhöhung der Viskosität verursachen, um Probleme bei der Gießbarkeit und dem Entgasen zu vermeiden, und keine allzu hohe Dichte
aufweisen, was insbesondere bei großen, rundlichen Partikeln wichtig ist, da sonst Sedimentation eintritt. Vorzugsweise wird als Füllstoff Aluminium, Graphit, Eisen und/oder Kupfer verwendet. Die Beimengung von anorganischen Füllstoffen zeigt zudem den Vorteil, dass die Gesamtvolumenschwindung im Zuge der Erhärtung der Vergussmasse verringert wird. Andererseits sind insbesondere hohe Füllgrade wegen der erhöhten Viskosität ungünstig für die Verarbeitung, zudem treten durch die Zugabe von Füllstoffen häufig Fehlstellen in der Polymermatrix auf, die sich ebenfalls negativ auf die Eigenschaften der
Vergussmasse auswirken können. Im Zuge der vorliegenden
Erfindung wird somit ein Füllgrad vorgeschlagen, der
vorzugsweise zwischen 1% und 75 Vol% liegt.
Zudem wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass der
Leuchtmittelträger auf seiner der Bodenwandung abgewandten Seite mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen ist. Obwohl nach herrschender Auffassung auf der Rückseite von Platinen keine elektrischen Stromflüsse mehr stattfinden, wird durch den Auftrag der isolierenden Schicht sichergestellt, dass jeglicher elektrische Stromfluss unterbunden wird. Die Erfindung wird in weiterer Folge anhand von
Ausführungsbeispielen mithilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen hierbei die
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte, und die
Fig. 3 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines
Kühlkörpers mit Kühlrippen gemäß der Ausführungsform von Fig.
2.
Zunächst wird auf die Fig. 1 und Fig. 2 Bezug genommen, die jeweils eine erfindungsgemäße Leuchte mit einem Leuchtenkörper umfassend eine Bodenwandung 1 und eine von der Bodenwandung 1 abstehende Seitenwandung 2 zeigen. Die Bodenwandung 1 und die Seitenwandung 2 sind in der Regel aus einem Kunststoff
ausgeführt, beispielsweise aus PC-, RMMΆ- oder Isosorbid- Kunststoff. Die Seitenwandung 2 weist an ihrer Innenfläche eine stufenförmige Querschnittsverengung auf, auf die ein Leuchtmittelträger 3 aufgesetzt ist. Der Leuchtmittelträger 3 ist etwa als Platine ausgeführt und ist an seiner der
Bodenwandung 1 zugewandten Seite mit Leuchtmittel bestückt, die in der Regel als LEDs oder LED-Chips ausgeführt sind. Der Leuchtmittelträger 3 weist ferner elektrische Kontaktierungs und Steuermittel für die Leuchtmittel auf. Die Bodenwandung 1, die Seitenwandung 2 und der Leuchtmittelträger 3 umschließen einen Innenraum 4 der Leuchte, wobei die Leuchtmittel dem Innenraum 4 zugewandt sind und die Licht-Hauptstrahlrichtung der Leuchtmittel senkrecht und in Richtung der Bodenwandung 1 orientiert ist. Die Bodenwandung 1 ist zumindest
abschnittsweise transparent ausgeführt und bildet eine
Lichtaustrittsfläche für das von den Leuchtmitteln emittierte Licht . An seiner der Bodenwandung 1 entgegengesetzten Seite ist der Leuchtmittelträger 3 mit einer Vergussmasse 5 bedeckt. Die Vergussmasse 5 wird dabei bei der Produktion der Leuchte vergleichsweise flüssig verarbeitet und härtet nach der
Verarbeitung - insbesondere unter Beibehaltung einer gewissen Elastizität - aus. Hierfür können an der Innenfläche der Seitenwandung 2 eine oder mehrere parallel zur Bodenwandung 1 verlaufende Einkerbungen vorgesehen sein. Diese werden beim Verguss durch die Vergussmasse 5 ausgefüllt und erhöhen dadurch den Dichtungsgrad der Leuchte. Für die Vergussmasse 5 wird vorzugsweise Gießharz verwendet, das eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit, eine gute Mischbarkeit mit dem Füllstoff auch bei hohen Füllgraden, und keine allzu hohe Dichte
aufweist, was insbesondere bei großen, rundlichen Partikeln des Füllstoffes zur Vermeidung einer Sedimentation wichtig ist, und zur Vermeidung von Problemen bei der Gießbarkeit und beim Entgasen idealerweise auch keine zu starke Erhöhung der Viskosität verursachen soll. Als Gießharz eignet sich
vorzugsweise Epoxidharz. Für das Epoxidharz wird für die Mischung des Füllstoffes als Ausgangsmaterial vorzugsweise ein Epoxy-System verwendet, beispielsweise das unter bredderpox® bekannte Epoxy-System E25DM.
Epoxidharz weist, wie bereits erwähnt wurde, nur eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit auf. Zur Verbesserung der
Wärmeleitfähigkeit der Vergussmasse 5 werden daher
erfindungsgemäß Füllstoffe in das Verguss-Basismaterial gemischt. Das Füllmaterial soll möglichst hohe
Wärmeleitfähigkeit und gute Mischbarkeit mit dem
Matrixmaterial der Vergussmasse 5 auch bei hohen Füllgraden aufweisen, sowie keine zu starke Erhöhung der Viskosität verursachen, um Probleme bei der Gießbarkeit und dem Entgasen zu vermeiden, und keine allzu hohe Dichte aufweisen, was insbesondere bei großen, rundlichen Partikeln wichtig ist, da sonst Sedimentation eintritt. Vorzugsweise wird als Füllstoff Aluminium, Graphit, Eisen und/oder Kupfer vorgeschlagen, aber auch Bronze, Magnesium, Nickel, Zink oder Messing wären grundsätzlich denkbar. Der Füllgrad liegt dabei vorzugsweise zwischen 1% und 75 Vol%. Alleine durch die Beimischung des Füllstoffes wird die Wärmeleitung bereits deutlich verbessert.
Zur weiteren Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit wird zusätzlich zu den Füllstoffen erfindungsgemäß auch ein Kühlkörper 6 verwendet, der auf der der Bodenwandung 1 entgegengesetzten Seite des Leuchtmittelträgers 3 angeordnet ist. Der Kühlkörper 6 kann etwa so ausgeführt werden, dass er einen den
Leuchtmittelträger 3 abdeckenden und den Leuchtmittelträger 3 zumindest abschnittsweise berührenden, plattenförmigen
Basiskörper aufweist (siehe Fig. 1) . Besonders vorteilhaft ist, wenn der Kühlkörper 6 zusätzlich vom Basiskörper
abstehende Kühlrippen 7 aufweist, die in die Vergussmasse 5 ragen (siehe auch Fig. 3). Die Kühlrippen 7 des Kühlkörpers 6 werden etwa mit einem Skalierungsfaktor von 1:4 bis 1:11 und vorzugsweise im Abstand zwischen 2 und 10 mm gefertigt. Die Kühlrippen 7 des Kühlkörpers 6 sollen zur optimalen
Wärmeableitung nicht aus der Vergussmasse 5 herausragen, sondern von dieser vollständig umschlossen sein. Vorzugsweise kann der Kühlkörper 6 etwa aus Aluminium gefertigt sein. Durch den Aluminium-Kühl örper wird die Wärmeleitfähigkeit des
Leuchtenkörpers zusätzlich erhöht.
Mithilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen Kühlkörpers 6 wird die von den Leuchtmitteln erzeugte Wärme an der der
Bodenwandung 1 entgegengesetzten Seite in die Vergussmasse 5 abgeführt, wobei aufgrund der Füllstoffe die in die
Vergussmasse 5 abgeführte Wärme in einem Ausmaß an die
Oberfläche des Leuchtenkörpers abgegeben werden kann, das ein Aufheizen des die Leuchtmittel aufnehmenden Innenraumes und somit der Leuchtmittel verhindert. Auf diese Weise können die Leuchtmittel auf einer durchschnittlichen Betriebstemperatur gehalten werden, die die Lebensdauer der in der Regel als LED ausgeführten Leuchtmittel deutlich verlängert und auch einen Einsatz der Leuchte in Umgebungsbedingungen erhöhter
Temperatur ermöglicht.
Zudem kann der Leuchtmittelträger 3 auf seiner der
Bodenwandung 1 abgewandten Seite mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen sein. Obwohl nach herrschender Auffassung auf der Rückseite von Platinen keine elektrischen Stromflüsse mehr stattfinden, wird durch den Auftrag der isolierenden Schicht sichergestellt, dass jeglicher
elektrische Stromfluss unterbunden wird.
Des Weiteren ist auch denkbar, die Leuchte mit einer
insbesondere wiederaufladbaren Batterie zu betreiben.
Zusätzlich oder alternativ können Solareinheiten vorgesehen sein, die den Leuchten Strom liefern, wobei zweckmäßiger Weise mindestens eine Speichereinrichtung, etwa eine
wiederaufladbare Batterie, vorgesehen ist, die den von den Solareinheiten erzeugten Strom zwischenspeichert. In die
Bodenwandung 1 können ferner optoelektronische Bauelemente eingebettet werden, insbesondere aus transparentem Kunststoff oder anderem transparenten Material. Diese Einbettung kann zusätzlich eine Linsenfunktion aufweisen und das erzeugte Licht entsprechend auf geeignete Weise optisch beeinflussen.
Die erfindungsgemäße Leuchte zeichnet sich somit insbesondere durch eine vergleichsweise einfach und damit kostengünstig herzustellende Bauart bei gleichzeitig hoher
Widerstandsfähigkeit, Belastbarkeit, Lebensdauer und niedrigem Energieverbrauch aus. Die erfindungsgemäße Leuchte kann dabei in nahezu beliebig großen Abmessungen hergestellt und am jeweiligen Einsatzort fest installiert werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Leuchte mit einem Leuchtenkörper und zumindest einem
Leuchtmittel, wobei der Leuchtenkörper eine zumindest abschnittsweise transparent ausgeführte und eine
Lichtaustrittsfläche bildende Bodenwandung (1) aufweist, sowie eine von der Bodenwandung (1) abstehende Seitenwandung (2), und das zumindest eine Leuchtmittel auf einem in den Leuchtenkörper eingesetzten und elektrische
Kontaktierungsmittel für das zumindest eine Leuchtmittel aufweisenden Leuchtmittelträger (3) angeordnet ist, wobei das zumindest eine Leuchtmittel auf einer der Bodenwandung
(1) zugewandten Seite des Leuchtmittelträgers (3) angeordnet ist und einem durch die Bodenwandung (1), die Seitenwandung
(2) und den Leuchtmittelträger (3) gebildeten Innenraum zugewandt ist, und die der Bodenwandung (1) abgewandte Seite des Leuchtmittelträgers (3) mit einer erhärtenden und einen dichten Abschluss mit der Seitenwandung (2) bildenden
Vergussmasse (5) abgedeckt ist, wobei auf der der
Bodenwandung (1) abgewandten Seite des Leuchtmittelträgers
(3) ein Kühlkörper (6) angeordnet ist, der eine Wärmebrücke vom Leuchtmittelträger (3) zur Vergussmasse (5) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergussmasse (5) ein die Wärmeleitfähigkeit der Vergussmasse (5) erhöhender Füllstoff beigemengt ist, und der Kühlkörper (6) einen den
Leuchtmittelträger (3) abdeckenden und den
Leuchtmittelträger (3) zumindest abschnittsweise
berührenden, plattenförmigen Basiskörper aufweist, sowie vom Basiskörper abstehende Kühlrippen (7), die in die
Vergussmasse (5) ragen.
2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (6) aus Aluminium gefertigt ist.
3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Füllstoff um Aluminium, Graphit, Eisen und/oder Kupfer handelt.
4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Füllstoffes an der Vergussmasse (5) 1-75 Vol% beträgt.
5. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei der erhärtenden
Vergussmasse (5) um Epoxidharz handelt.
6. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der Leuchtmittelträger (3) auf seiner der Bodenwandung (1) abgewandten Seite mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen ist.
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