LED-Einbaumodul, Beleuchtungsanordnung sowie Decken- oder Wandkonstruktion mit diesem LED-Einbaumodul

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein LED-Einbaumodul (1) bestehend aus einer LED-Einheit (2), einem mit der LED-Einheit (2) thermisch gekoppeltem Kühlkörper (3), wobei die baulich vereinigte Anordnung aus LED-Einheit (2) und Kühlkörper (3) mittels eines in einer Einbauöffnung (4) montierbaren Halteelementes (5) an dieser befestigt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsanordnung mit mehreren verteilt angeordneten erfindungsgemäßen LED-Einbaumodulen sowie eine Decken- oder Wandkonstruktion mit einer derartigen Beleuchtungsanordnung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein LED-Einbaumodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsanordnung mit mehreren verteilt angeordneten erfindungsgemäßen LED-Einbaumodulen sowie eine Decken- oder Wandkonstruktion mit einer derartigen Beleuchtungsanordnung.

[0002] Unter einem LED-Einbaumodul wird eine Baueinheit verstanden, in der zumindest eine Leuchtdiode (LED) als Leuchtmittel eingesetzt ist.

[0003] Leuchtdioden-Module sind in vielfacher Form auf dem Markt erhältlich und werden in Beleuchtungsanordnungen in einer großen Bandbreite von der Realisierung einzelner Lichtpunkte für Akzentbeleuchtung über Sicherheitsbeleuchtung bis hin zur Allgemeinbeleuchtung verwendet.

[0004] Auf dem Markt sind ferner Beleuchtungssysteme bekannt, die aus einem zentral angeordneten Lichtgenerator und an diesen angeschlossene lichtleitende Glasfasern bestehen. Diese Systeme werden beispielsweise dazu genutzt, um über eine Fläche verteilt angeordnete Lichtpunkte zu realisieren, um den Eindruck eines Sternenhimmels zu vermitteln.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, LED-Einbaumodule so zu verbessern, dass diese einfach montiert, insbesondere in Wände oder Decken eingebaut werden können, sowie eine Beleuchtungsanordnung mit einem derartigen LED-Einbaumodul sowie eine Decken- oder Wandkonstruktion hierfür zu schaffen.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst mit den in den unabhängigen Ansprüchen genannten Gegenständen.

[0007] Gemäß der Erfindung ist LED-Einbaumodul bestehend aus einer LED-Einheit, einem mit der LED-Einheit thermisch gekoppeltem Kühlkörper dafür vorgesehen, die baulich vereinigte Anordnung aus LED-Einheit und Kühlkörper mittels eines in einer Einbauöffnung montierbaren Halteelementes an dieser zu befestigen.

[0008] Grundlegend hierbei ist, dass das LED-Einbaumodul zunächst getrennt von den für den Einbau vorgesehenen Mittel ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich die Platte, welche die Beleuchtungsanordnung tragen soll, mit dem Haltelement zu bestücken und getrennt hiervon die Verdrahtung der LED-Einbaumodule untereinander und ggf. mit einem Betriebsgerät vorzunehmen. Die so vorverdrahteten LED-Einbaumodule, können dann ohne großen Aufwand und ohne spezielle Fachkenntnisse mit den vormontierten Halteelementen verbunden, insbesondere in diese eingeschnappt werden.

[0009] Eine derartige Schnappverbindung ist vorzugsweise mittels eines Halteelementes realisiert, welches aus einer aus zwei Federschenkeln und einem Quersteg gebildeten Feder besteht. Vorteilhaft weisen hierzu die Federschenkel an ihrem freien Ende jeweils eine hakenartige Umbiegung auf, wobei diese beiden Umbiegungen geeignet sind, in zugeordnete Freinehmungen des Kühlkörpers schnappend einzugreifen, um die baulich vereinigte Anordnung aus LED-Einheit und Kühlkörper zu arretieren. Im Quersteg ist bevorzugt eine Ausnehmung vorgesehen, um einen Lichtaustritt am Haltelement vorbei zu ermöglichen.

[0010] Die nach Anspruch 3 vorgesehenen Zungen, die geneigt sind, um sich in eine Einbauöffnung zu verkrallen, können außerdem noch eine weitere Funktion erfüllen. Beispielsweise werden Deckenkonstruktionen oftmals rückseitig mit einem Textilflies abgedeckt. Die Zungen können beim Einbau des Halteelements dazu genutzt werden, ein derartiges Textilflies an der gewünschten Position, d.h. in der Regel über einer Einbauöffnung, aufzuschneiden.

[0011] Bevorzugt wird das Haltelement mittels eines Einpressringes, welcher durch die zentrale Ausnehmung hindurch greift, in einer Platte arretiert ist. Ein solcher Einpressring sorgt dafür, dass die Zungen gegen die Innenflächen der Einbauöffnung gedrückt werden und auch in dieser Position verbleiben. Gleichzeitig kann der Einpressring als Kanal für die Lichtabgabe dienen.

[0012] Als LED-Einheit wird bevorzugt eine mit einer oder mehreren Leuchtdioden-Chips bestückte Leiterplatte verwendet, wobei die Leuchtdioden-Chips unter einer gemeinsamen Optik angeordnet sind. Diese Leiterplatte wird vorzugsweise mittels eines doppelseitigen und thermisch leitfähigen Klebebandes mit dem Kühlkörper verbunden.

[0013] Um eine einfache Montage sicherzustellen, ist eine Lösung für den Umgang mit den elektrischen Leitungen vorzusehen. Erfindungsgemäß kann daher der Kühlkörper einen Aufnahmeraum bilden, durch den elektrische Leitungen, welche mit der LED-Einheit verbunden sind, geführt sind.

[0014] Um den einschlägigen Vorschriften zu entsprechen sind die elektrischen Leitungen durch eine Zugentlastung von mechanischer Schädigung zu schützen. Daher kann am Kühlkörper eine Zugentlastung für die elektrischen Leitungen vorgesehen sein. Hierzu ist zumindest in einer Seitenwand des Kühlkörpers eine beispielsweise T-fömige Freistellung vorgesehen, die zusammen mit einem Kabelbinder zur Zugentlastung genutzt werden kann, wenn der Kabelbinder um die elektrischen Leitungen und die Freistellung geschlungen ist. Bevorzugt sind zwei derartige Freistellungen vorgesehen, um die Verbindung von einem Betriebsgerät oder einem vorgeschalteten LED-Einbaumodul zum LED-Einbaumodul und eine Weiterleitung zu einem nächsten LED-Einbaumodul aufzunehmen.

[0015] Die LED-Einheit wird in der Regel an der Außenseite des Kühlkörpers angebracht werden. Das bedeutet aber, dass die elektrischen Leitungen nicht ohne besondere Vorkehrungen in das Innere des Kühlkörpers, also in den Aufnahmeraum, geführt werden können. Deshalb kann am Aufnahmeraum des Kühlkörpers über seine gesamte Höhe ein zum Aufnahmeraum hin offener Schlitz vorgesehen sein, damit ein Einführen der elektrischen Leitungen ermöglicht wird.

[0016] Die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung besteht aus mehreren verteilt angeordneten Lichtaustrittspunkten, die mit den erfindungsgemäßen LED-Einbaumodulen gebildet sind.

[0017] Vorzugsweise sind hierzu mehrere, insbesondere fünf, LED-Einbaumodule über elektrische Leitungen miteinander verbunden. In der Regel erfolgt dies durch eine Serienschaltungen, aber auch Parallelschaltung oder insbesondere eine Kombination beider Schaltungsarten ist möglich. Jedenfalls können die LED-Einbaumodule im Rahmen dieser Erfindung in der Art einer LED-Lichterkette miteinander verbunden und von einem gemeinsamen Betriebsgerät elektrisch gespeist werden. Bevorzugt wird ein Betriebsgerät an oder in einem revisionierbaren Bereich einer Decke oder Wand untergebracht sein.

[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kühlkörper von oben gesehen einen in etwa rechteckförmigen Querschnitt mit Längsseiten und Querseiten auf. Werden nun mehrere benachbarte LED-Einbaumodule derart zueinander versetzt angeordnet, dass sich eine Längsseite eines ersten Kühlkörpers neben einer Querseite eines zweiten Kühlkörpers befindet, ist sichergestellt, dass um jeden Kühlkörper ein Mindestmaß an Abstand verbleibt. Damit ist jeder Kühlkörper von ausreichend Luft umströmt und kann seine Kühlfunktion zuverlässig erfüllen.

[0019] Die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung wird bevorzugt in einer Decken- oder Wandkonstruktion verwendet, deren Platten aus Gipskartonplatten bestehen.

[0020] Akustikplatten, insbesondere aus Gipskarton, sind am Markt mit standardisierten Öffnungen erhältlich. Diese standardisierten Öffnungen können erfindungsgemäß als Einbauöffnungen für die LED-Einbaumodule dienen. Diese Öffnungen sind beispielsweise im Durchmesser 10 mm groß und regelmäßig verteilt über die Akustikplatte im Abstand von 20 mm von Mittelpunkt zu Mittelpunkt angeordnet.

[0021] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben und können den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung entnommen werden.

[0022] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine erste perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen LED-Einheit mit einem Kühlkörper,

Figur 2 eine zweite perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen LED-Einheit mit einem Kühlkörper gemäß Figur 1,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Halteelementes für eine LED-Einheit mit einem Kühlkörper gemäß Figur 1,

Figur 4 eine erste perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen LED-Einbaumodules,

Figur 5 eine zweite perspektivische Ansicht eines LED-Einbaumodules gemäß Figur 4,

Figur 6 eine erste perspektivische Ansicht einer Beleuchtungsanordnung mit LED-Einbaumodulen gemäß Figur 4 bzw. 5 und einer Decken- oder Wandkonstruktion mit einer solchen Beleuchtungsanordnung.

Figur 7 eine zweite perspektivische Ansicht einer Beleuchtungsanordnung sowie einer Decken- oder Wandkonstruktion gemäß Figur 6, mit Schnittdarstellungen einiger LED-Einbaumodule.

[0023] In den Figuren 1 und 2 sind perspektivische Ansichten einer erfindungsgemäßen LED-Einheit 2 mit einem Kühlkörper 3 gezeigt. Die LED-Einheit 2 besteht aus einer Leiterplatte auf der zumindest eine nicht dargestellte, weißes oder farbiges Licht abgebende Leuchtdiode angeordnet ist, die von einer Optik 16 überdeckt ist. Die LED-Einheit ist in gut thermisch leitender Verbindung mit dem Kühlkörper 3 gebracht, beispielsweise mittels eines doppelseitigen Klebebandes. Die elektrischen Versorgungsleitungen sind nicht dargestellt.

[0024] Der Kühlkörper ist bei Draufsicht auf die LED-Einheit 2 in etwa rechteckförmig mit Längsseiten 17 und Querseiten 18. Der Kühlkörper 3 weist im wesentlichen eine Quaderform auf. Die LED-Einheit 2 ist an dessen Außenseite, genauer an der Außenseite der Bodenfläche 19 des Quaders angebracht. Die Leiterplatte der LED-Einheit 2 ist ebenfalls rechteckförmig ausgebildet.

[0025] In beiden Längsseiten 17 des Kühlkörpers 3 sind Freinehmungen 13 vorgesehen, die der Aufnahme des Halteelements 5 dienen. Am der Bodenfläche 19 gegenüberliegenden Ende des Kühlkörpers 3 im Bereich der beiden Längsseite 17 sind T-förmige Freistellungen in den Kühlkörper 3 eingearbeitet, die eine Zugentlastung 15 bilden. Mittels eines (nicht dargestellten) Kabelbinders oder dergleichen, kann damit eine elektrische Leitung, welche entlang des Kühlkörpers 3 geführt ist, an der T-förmigen Freistellung am Kühlkörper 3 fixiert werden.

[0026] Um von der LED-Einheit 2 ausgehende elektrische Leitungen in den Aufnahmeraum 14 des Kühlkörpers 3 führen zu können, ist die Querseite 18 des Kühlkörpers 3 über die gesamte Höhe offen, d.h. es erstreckt sich dort ein Schlitz 20. Um die Führung der elektrischen Leitungen zu erleichtern, ist außerdem vorgesehen, dass sich die Querseite 18 nicht von der Bodenfläche 19 bis zum gegenüberliegenden Ende des Kühlkörpers 3 erstreckt, sondern nur einen Teil der Querseite, ausgehend vom genannten gegenüberliegenden Ende, überdeckt. Somit ist ein weiter Freiraum gegeben, in dem die elektrischen Leitungen von der LED-Einheit 2 her frei verlegt bzw. geführt werden können.

[0027] Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Halteelementes 5. Das Halteelement 5 ist eine aus zwei Federschenkeln 6 und einem Quersteg 7 gebildeten Feder, das im Quersteg 7 eine zentrale Ausnehmung 8 aufweist. Von dieser Ausnehmung 8 stehen Zungen 9 ab, welche derart geneigt, sind, dass sie geeignet sind, sich in eine Einbauöffnung 4 zu verkrallen. Um eine Schnappverbindung zwischen LED-Einheit 2 bzw. Kühlkörper 3 und dem Haltelement 5 zu realisieren, sind die Federschenkel 6 an ihren freien Enden jeweils mit einer hakenartige Umbiegung 12 versehen. Die beiden Umbiegungen 12 sind dazu geeignet, in die Freinehmungen 13 im Kühlkörper 3 einzugreifen. Die baulich vereinigte Anordnung aus LED-Einheit 2 und Kühlkörper 3 wird so im Halteelement 5 und damit in der Einbauöffnung 4 arretiert.

[0028] In den Figuren 4 und 5 ist gezeigt, wie das Haltelement 5 mit der LED-Einheit 2 bzw. dem Kühlkörper 3 verbunden ist. Außerdem ist der Einpressring 10 in eingebautem Zustand gezeigt. Der Einpressring 10 sitzt in der Ausnehmung 8 des Halteelementes 5. Mit seiner Außenwand drückt der Einpressring gegen die Zungen 9 und stellt auf diese Weise sicher, dass die Zungen 9 sich in die Einbauöffnung 4 verkrallen. Über dem Einpressring 10 ist die LED-Einheit 2 angeordnet. Die Optik 16 ragt zumindest teilweise in den vom Einpressring 10 gebildete rohrförmige Kanal. Somit wird das von der bzw. den Leuchtdioden erzeugt Licht über diesen Kanal in die Einbauöffnung und damit in den zu beleuchtenden Raum abgestrahlt.

[0029] In den Figuren 6 und 7 sind perspektivische Ansichten einer Beleuchtungsanordnung mit erfindungsgemäßen LED-Einbaumodulen 1 sowie eine Decken- oder Wandkonstruktion mit einer solchen Beleuchtungsanordnung dargestellt.

[0030] Die Beleuchtungsanordnung ist auf einer Platte 11, die gleichmäßig verteilt angeordnete Öffnungen aufweist, angeordnet. Eine derartige Platte 11 kann beispielsweise als Akustikdecke dienen. Die Platte 11 ist auf Weißblechprofilen 21 montiert. Diese Blechprofile 21 bilden eine im Stand der Technik vorbekannte Deckenunterkonstruktion und dienen der Montage der gesamten Deckenkonstruktion an einer Rohdecke.

[0031] Einige der Öffnungen sind mit den erfindungsgemäßen LED-Einbaumodulen 1 bestückt. Die LED-Einbaumodule 1 sind dabei so ausgerichtet, dass sich immer eine Längsseite 17 eines ersten Kühlkörpers 3 neben einer Querseite 18 eines zweiten Kühlkörpers 3 befindet und umgekehrt, sofern es sich nicht um die äußersten LED-Einbaumodule handelt.

[0032] Hinsichtlich der Leitungsführung ist festzuhalten, dass aufgrund des geringen Abstands der LED-Einbaumodule 1 zueinander und deren versetzter Anordnung, die elektrischen Leitungen in der Regel immer durch den Aufnahmeraum 14 hindurch zu der jeweiligen LED-Einheit 2 geführt werden. Damit ist auch eine Nutzung der Zugentlastung 15 auf vorteilhafte Weise möglich.

[0033] Um das LED-Einbaumodul 1 in der Platte sicher in Position zu halten kann dieses neben dem Halteelement 5 Abstandshalter 22 aufweisen.

[0034] Außerdem ist zu beachten, dass die Länge der Leiterplatte der LED-Einheit 2 geringer ist, als die Länge der Bodenfläche 19. Wegen des sich daraus ergebenden Biegeradius ist gewährleistet, dass die mit der Leiterplatte in der Regel verlöteten und daher abschnittsweise blanken Drähte der elektrischen Leitungen nicht mit den überlicherweise aus Aluminium hergestellten Kühlkörper 3 in Kontakt kommen und so Kurzschlüsse verursachen.

[0035] Abschließend sei vermerkt, dass der Einsatz der erfindungsgemäßen LED-Module nicht auf Decken oder Wände beschränkt ist, sondern beispielsweise auch für Bodenanwendungen geeignet ist.

Bezugszeichenliste

[0036] 

1

LED-Einbaumodul

2

LED-Einheit

3

Kühlkörper

4

Einbauöffnung

5

Haltelement

6

Federschenkel

7

Quersteg

8

Ausnehmung

9

Zunge

10

Einpressring

11

Platte

12

Umbiegung

13

Freinehmung

14

Aufnahmeraum

15

Zugentlastung

16

Optik

17

Längsseite

18

Querseite

19

Bodenfläche

20

Schlitz

21

Weißblechprofil

22

Abstandhalter

Ansprüche

1. LED-Einbaumodul (1) bestehend aus

- einer LED-Einheit (2),

- einem mit der LED-Einheit thermisch gekoppeltem Kühlkörper (3),

dadurch gekennzeichnet,
dass die baulich vereinigte Anordnung aus LED-Einheit (2) und Kühlkörper (3) mittels eines in einer Einbauöffnung (4) montierbaren Halteelementes (5) an dieser befestigt ist.

2. LED-Einbaumodul nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass das Halteelement (5) eine aus zwei Federschenkeln 6)
und einem Quersteg (7) gebildeten Feder ist, und dass im Quersteg (7) eine zentrale Ausnehmung (8) vorhanden ist.

3. LED-Einbaumodul nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
dass von der Ausnehmung Zungen (9) abstehen, welche derart geneigt, sind, dass sie geeignet sind, sich in eine Einbauöffnung (4) zu verkrallen.

4. LED-Einbaumodul nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Haltelement (5) mittels eines Einpressringes (10), welcher durch die zentrale Ausnehmung (8) hindurch greift, in einer Platte (11) arretiert ist.

5. LED-Einbaumodul nach Anspruch 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Federschenkel (6) an ihrem freien Ende jeweils eine hakenartige Umbiegung (12) aufweisen, wobei die beiden Umbiegungen (12) geeignet sind, in zugeordnete Freinehmungen (13) im Kühlkörper (3) schnappend einzugreifen, um die baulich vereinigte Anordnung aus LED-Einheit (2) und Kühlkörper (3) zu arretieren.

6. LED-Einbaumodul nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die auf der LED-Einheit (2) angeordnete Leuchtdiode ihr Licht durch die zentrale Ausnehmung (8) abstrahlt.

7. LED-Einbaumodul nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die auf der LED-Einheit (2) angeordnete Leuchtdiode oder ihre Optik (16) in die zentrale Ausnehmung (8) hineinragt.

8. LED-Einbaumodul nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass de LED-Einheit (2) mittels eines doppelseitigen und thermisch leitfähigen Klebebandes mit dem Kühlkörper (3) verbunden ist.

9. LED-Einbaumodul nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlkörper (3) einen Aufnahmeraum (14) bildet, durch den elektrische Leitungen, welche mit der LED-Einheit (2) verbunden sind, geführt sind.

10. LED-Einbaumodul nach dem Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlkörper (3) die Zugentlastung (15) für die elektrischen Leitungen bildet.

11. LED-Einbaumodul nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zugentlastung (15) aus einer T-förmigen Freistellung und einem Kabelbinder gebildet ist, wobei der Kabelbinder um die elektrischen Leitungen und die Freistellung geschlungen ist.

12. LED-Einbaumodul nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmeraum (14) des Kühlkörpers (3) über seine gesamte Höhe einen zum Aufnahmeraum (14) hin offenen Schlitz (20) zum Einführen der elektrischen Leitung aufweist.

13. Beleuchtungsanordnung mit mehreren verteilt angeordneten Lichtaustrittspunkten,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtaustrittspunkte mit LED-Einbaumodulen (1) nach einem der vorigen Ansprüche gebildet sind.

14. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere, insbesondere fünf, LED-Einbaumodule (1) über elektrische Leitungen miteinander verbunden sind.

15. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die LED-Einbaumodule (1) in der Art einer LED-Lichterkette miteinander verbunden sind und von einem gemeinsamen Betriebsgerät elektrisch gespeist werden.

16. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Betriebsgerät an einem revisionierbaren Bereich einer Decke oder Wand angebracht ist.

17. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühlkörper (3) der LED-Einbaumodule (1) von oben gesehen einen rechteckförmigen Querschnitt mit Längsseiten (17) und Querseiten (18) aufweisen und dass benachbarte LED-Einbaumodule (1) derart zueinander versetzt angeordnet sind, dass sich eine Längsseite (17) eines ersten Kühlkörpers (3) neben einer Querseite (18) eines zweiten Kühlkörpers (3) befindet.

18. Decken- oder Wandkonstruktion mit einer Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17.

19. Decken- oder Wandkonstruktion nach dem Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Decken- oder Wandkonstruktion aus Gipskartonplatten, insbesondere Gipskarton-Akustikplatten mit standardisierten Öffnungen hergestellt ist.

20. Decken- oder Wandkonstruktion nach dem Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die standardisierten Öffnungen als Einbauöffnungen
(4) für die LED-Einbaumodule (1) dienen.

21. Decken- oder Wandkonstruktion nach einem der vorigen Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die LED-Einbaumodule (1) hinter der Decken- oder Wandkonstruktion in Einbauöffnungen (4) angeordnet sind und ihr Licht durch die Einbauöffnungen (4) in den zu beleuchtenden Innenraum abstrahlen.

Zeichnung