LED Technologie

Lebensdauer

Als Lebensdauer garantieren wir für unsere LED-Leuchten 60.000 Stunden. Die Lebensdauer gilt als abgelaufen sobald die Lichtstärke unter 70% absinkt. Die Leuchte fällt also nicht plötzlich aus, sondern ist lediglich in ihrer Leuchtintensität abgeschwächt. Im 3-Schichtbetrieb über 5 Tage pro Woche garantieren wir somit eine Leuchtkraft von über 70% für 9,6 Jahre. Auch sind LEDs gegenüber Erschütterungen wesentlich unempfindlicher als herkömmliche Leuchtmittel. In der Regel überleben die Leuchten damit die Anlage in der sie installiert sind.


Wärmemanagement

Die Lebensdauer von LEDs hängt im Wesentlichen von der Wärmeeinwirkung auf sie ab. Zwar ist die Wärmeentwicklung bei LEDs wesentlich geringer als bei vergleichbaren Leuchtmitteln, dennoch kann die Lebensdauer durch das richtige Wärmemanagement erheblich gesteigert werden. Um dies zu gewährleisten, arbeiten wir in der Regel mit Aluminiumkern-Leiterplatten, um die Wärme über das Leuchtengehäuse auf die Umgebung abzuführen.


Farbtreueindex Ra bzw. CRI

Der Farbtreueindex ist ebenfalls ein Qualitätskriterium fürLEDs. Er zeigt an wie gut die Farbwiedergabe des emittierenden Lichtes ist. Im Sonnenlicht sind beispielsweise alle spektralen Anteile enthalten und alle Farben werden dargestellt und sind erkennbar. Fehlen dem Licht spektrale Anteile, so werden bestimmte Farben nicht dargestellt. Statt dieser Farben erscheinen dann dunkele bzw. schwarze Stellen. Unsere Leuchten haben einen Index von größer als 80%, also Ra>80 bzw. CRI>80. Das bedeutet eine gute Farbwiedergabe. Eine Farbwiedergabeindex von kleiner als 60 wird als ungenügend eingestuft.

Gegenüberstellung von guter zu mangelhafter Farbtreue

Alle Spektralfarben im Licht vorhanden
(Farbtreueindex > 80)
Nur Grün- und Blauanteile im Licht vorhanden (Farbtreueindex < 60)

Energieeffizienz

Eine Glühbirne hat eine Lichtausbeute von bis zu 12lm/W, eine Leuchtestofflampe von bis zu 100lm/W. Heute liegen LEDs bei bis zu 180lm/W mit einer deutlich längeren Lebensdauer. Die Einheit [lm/W] stellt das Verhältnis des ausgesendeten Lichtstromes zur aufgenommenen Leistung des Leuchtmittels dar.


Binning

Bedingt durch den Herstellungsprozess, ist die Produktion einer einheitlichen Farbtemperatur äußerstschwierig. Um eine gleichmäßige Farberscheinung zu garantieren werden die Dioden in einem CIE-Normfarbsystem geclustert. Das sogenannte Binning.

Das CIE-Normfarbsystem umfasst alle wahrnehmbaren Farben und stellt eine Relation zwischen Farbe und Farbvalenz her. In diesem Farbsystem ist über den weißen Bereich ein ANSI-BIN-Raster gelegt. Mit Hilfe des Rasters werden die Koordinaten der Farbtemperatur im CIE-Normfarbsystem festgelegt, gerastert und benannt. Das ANSI-BIN-System teilt sich in die Bereiche A bis H, wobei jeder Bereich in 6 Rasterzellen eingeteilt ist. Nur A hat 8 Zellen. Der Bereich A beschreibt die Farbtemperaturen um 7.000K und 6.500K und H schießt mit 2.600K den Weißbereich ab. Dabei gilt: je geringer der Farbwert, desto wärmer das Licht.


Weiße LEDs

Es gibt keine LEDs die weißes Licht emittieren. Die LEDs selbst emittieren blaues Licht, welches durch eine Phosphorschicht geleitet wird. Die Phosphorschicht ergänzt die Spektralanteile des blauen Lichts, wodurch es weiß wird. Das Phosphor gibt der LED auf der Platine ein gelbes Erscheinungsbild.


Wellenlänge

Die Wellenlänge der eingesetzten LEDs befindet sich im Bereich zwischen 400 und 800nm. Dabei ergeben sich bei 450nm und zwischen 500 und 650nm Emissionsspitzen.


Ergonomie

Auch Licht kann einen Beitrag zur Ergonomie leisten. Ein Vorteil der Leuchtdioden ist eine gleichmäßige und flimmerfreie Lichtemission, welche besonders an Arbeitsplätzen einer schnellen Ermüdung vorbeugt. Hinzu kommt, dass herkömmliche Leuchten nur eine Lichtquelle haben, also auch nur einen Schatten bilden. Bei LED- Leuchten wird mit Hilfe vieler kleiner LEDs die Leuchtkraft herkömmlicher Leuchtmittel erreicht. Dabei kommt es auf die Konstruktion der Leuchte an, ob dieser Umstand dann auch zu multiplen Schatten führt. Denken Sie an Flutlichtanlagen auf Fussballplätzen: 4 Flutlichtmasten bedeuten 4 Schatten eines Spielers. Der gleiche Effekt tritt bei LEDs ein, obwohl die Leuchtrichtung gleich ist. An Montageplätzen führt dies dazu, dass ein Mitarbeiter den Schatten seiner Hand in vielfacher Ausführung sieht. Für den Mitarbeiter können sich multiple Schatten störend oder sogar belastend auswirken. Die Anzahl der Schatten wird dabei von der Anzahl der LEDs bestimmt. Durch konstruktive Maßnahmen konnten wir diesen Fall bei unseren Leuchten ausschließen.


Abstrahlwinkel

Der Abstrahlwinkel beträgt 120°, sofern nichts anderes angegeben ist. Zur fokussierten Beleuchtung gibt es LED-Leuchten mit 30° oder 60° Optiken. Eine Linse bündelt das Licht und verhindert die normale Streuung. Der Abstrahlwinkel ? ist der Winkel in dem sich das Licht von der LED aus ausbreitet. Dabei ergeben sich die äußeren Grenzen bei einer Lichtstärke von 50%.


Photobiologische Sicherheit

In den Anwendungsbereich der internationalen Normen für photobiologische Sicherheit fallen alle elektrisch betriebenen
inkohärenten Breitbandstrahlungsquellen. Somit auch LEDs, nicht aber Laser. Dabei erstreckt sich der relevante Wellen-
längenbereich von 200nm bis 3.000nm. Unsere LEDs arbeiten in einem Bereich von 200nm bis 800nm und fallen damit
in den Anwendungsbereich der Norm DIN EN 62471. Zu untersuchen sind in diesem Zusammenhang zwei Gefährdungs-
arten, die photochemische und die thermische Netzhautgefährdung. Wichtige Kenngrößen dafür sind die spektrale Strahl-
dichte und –stärke. Zur Einordnung der Gefahr werden 4 Risikoklassen gebildet, diese sind die „freie Klasse“, „Risikogruppe 1“
(geringes Risiko), „Risikogruppe 2“ (mittleres Risiko) und die „Risikogruppe 3“ (hohes Risiko). Unsere LEDs sind der Risiko-
gruppe 1 zuzuordnen. Die normativen Grenzwerte werden unterschritten.


Schutzart

Die Schutzart besteht aus 2 Kennziffern. Die erste Kennziffer beschreibt den Schutz des Produktes gegen
ein Eindringen von festen Fremdkörpern. Die zweite Kennziffer beschreibt den Schurt des Produktes
gegen ein Eindringen von Flüssigkeiten.


Schutzbeschaltung

Zum Schutz vor Überspannung und Transienten haben unsere Leuchten immer eine ESD-Schutzbeschalt-
ung auf der Platine. Dieser Schaltungszusatz bewahrt die Leuchte vor ärgerlichen Ausfällen aufgrund von
eingekoppelten Fremssignalen im Bereich der Niederspannung und elektrostatischer Transienten.


Schutzklasse

LED-Leuchten mit 24V Versorgungsspannung habe die Schutzklasse III und werden somit nur mit Schutzkleinspannung versorgt. Das bedeutet die Versorgungsspannung ist so gering, dass keine Gefahr durch sie besteht. Neben der Schutzklasse III gibt es die Klasse II für "schutzisoliert" und die Klasse I
"geerdeter Verbraucher". Die Bezeichnung der Schutzklasse beschreibt auf welche Art Gefahr durch die elektrische Spannung verhindert wird.


Prüfung nach Leuchtennorm

Alterungsprüfung / zylische Prüfung:
Die LED-Leuchte wird bei Bemessungstemperatur +10°C in einer Gesamtzeit von 240h jeweils 21h betrieben und dann 3h abgekühlt. Dabei befindet sich das Netzteil der Leuchte im gleichen Raum mit der Leuchte. Die Prüfung gilt als bestande, wenn keine Verformungen auftreten, die Leuchte noch brauchbar ist und die Beschriftung noch lesbar ist. 


Erwärmungsprüfung

Diese Prüfung schützt den ANwender vor Verletzung. DIe Leuchte muss dazu bei maximaler
Umgebungstemperatur betrieben werden und sofern möglich, in eine thermisch ungünstige Lage
gebracht werden. Die Spannung ist in einem Bereich von +/-1% konstant zu halten. Die Messung darf
starten, wenn sich die Temperaturen an der Leuchtenoberfläche nicht mehr als 1°C pro Stunde ändert.
Es wird dann vom Beharrungszustand gesprochen. In der Normtabelle sind verschieden Messpunkte und
Grenzwerte definiert. Die Prüfung gilt alsbestanden, wenn die Grenzwerte nicht um mehr als 5°C
überschritten werden.


Eco-Modus

Viele Leuchtenmodelle verfügen über einen Eco-Modus. Der Eco-Modus wird über die Ansteuerung von
Pin 2 der Steckverbinder bzw. einen zusätzlichen Schaltdraht aktiviert. Damit wird die Leuchte gedimmt und
entsendet noch 30% des Lichtstromes vom Normalbetrieb. Damit können Maschinenarbeitsplätze noch
ergonomischer gestaltet und zusätzlich Energie eingespart werden. So können Sie z.B. den Maschinen-
innenraum während der Bearbeitung dezent beleuchten, öffnet der Bediener die Tür und betritt den
Innenraum, so entfaltet die Leuchte sofort ihre volle Helligkeit.


Optik (TIR)

Das TIR-Prinzip ist das Grundprinzip der Optik. TIR steht für "total internal reflection" und beschreibt das
physikale Prinzip der Lichtablenkung beim Auftreffen auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien. Dabei gibt
es einen Grenzwinkel, der zwischen interner Reflektion und Austrittsreflektion unterscheidet. Trifft ein Licht-
strahl falscher als der Grenzwinkel auf die Grenzfläche zwischen den Medien, so verlässt der Lichtstrahl
das Medium nicht und wird intern reflektiert. Tritt der Lichtstrahl aus dem Medium aus, so wird der Licht-
strahl dabei abgelenkt, wenn er nicht im rechten Winkel auf die Grenzfläche trifft.


Einsatzgebiete

Nicht jede Leuchte ist für jeden Anwendungsfall geeignet. Insbesondere ist auf die Materialwahl der transparenten Abdeckung der Lichtquelle zu achten. Es kommen die Materialien PMMA (Plexiglas) und Einscheibensicherheitsglas (ESG) zum Einsatz.

Spanende Bearbeitung
Kann der Kontakt der Leuchte zu herumfliegenden Spänen nicht ausgeschlossen werden, so ist ESG als Abdeckung zu wählen. Würde eine Kunststoffabdeckung wie PMMA oder Polysterol eingesetzt, so können die heißen Späne Brandmale auf der Abdeckung und damit Intransparenzen verursachen.

Kühl-/Schmierstoffe
Beim Einsatz von Kühl- oder Schmierstoffen ist eine ESG-Lichtabdeckung zu empfehlen. Der Wertstoff PMMA ist heute auch sehr widerstandsfähig und absorbiert die Stoffe nicht mehr. Die Lichtstärke verringert sich jedoch durch Brandmale, wenn heiße Späne auf die Abdeckung treffen.

Lebensmittelindustrie
Der Einsatz von ESG ist nicht erlaubt. Für diese Anwendung ist ein zertifiziertes PMMA einzusetzen, geeignet für den Kontakt mit Lebensmitteln (FDA-konform). Zu beachten sind außerdem die Hygienevorschriften der DIN EN 1672-2 zur leichten und sicheren Reinigung der Anlage. 


Konformität und Normen

Mit den Anforderungen der europäischen Kommission müssen Industrieleuchten der Schutzklasse III den harmonisierten Normen DIN EN 55015 (EMV), DIN EN 61547 (EMV), DIN EN 60598-1 (allg. Anforderungen und Prüfungen) und DIN EN 62471 (photobiologische Sicherheit) entsprechen und erfüllen damit die uropäische Sicherheit) entsprechen und erfüllen damit die europäische Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG und die EMV-Richtlinie 2004/108/EG. Mit der CE-Kennzeichnung bestätigen wir die Konformität zu allen anzuwendenden harmonisierten Normen.


Stroboskopeffekt

Herkömmliche Leuchtmittel arbeiten direkt mit der Netzspannung und unterliegen dadurch einer Frequenz
von 50 Hz. Der Strom wechselt 100 Mal pro Sekunde seine Richtung. Das erzeugte Licht pulsiert in einer
für das Auge nicht erkennbaren Geschwindigkeit. Dieser Umstand kann rotierende Teile in diesem Licht
stehend erscheinen lassen. Werden unsere LEDs mit handelsüblichen Netzteilen versorgt und nicht per
Pulsweitenmodulation gedimmt, so ist ein stroboskopischer Effekt auszuschließen.

LED Technik

Hier finden Sie die komplette Spezifikation als Initiates file downloadpdf Download.