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Lang lebe LED!

Text: W. L. Gore & Associates, WE-EF Leuchten
Belüftungselemente wappnen LED-Außenleuchten vor Wind und Wetter

Draußen eiskalt, drinnen mollig warm – was uns Menschen nicht sonderlich behagt, ist auch für LED-Leuchten ein Graus: Die Temperaturunterschiede zwischen der warmen Leuchte im Betrieb und der kühlen Umgebungsluft erzeugen Druckdifferenzen. Unter dem ständigen Wechsel zwischen Unter- und Überdruck ermüden die Dichtungen des Leuchtengehäuses. Eine verkürzte Lebensdauer ist die Folge, da Wasser und Schmutz in die Elektronik eindringen können. Zudem können durch die Druckunterschiede die Leuchtenabdeckung deformiert, die Lichtcharakteristik verändert und der Wirkungsgrad verringert werden.

Um dies zu verhindern, setzt der Leuchtenhersteller WE-EF für seine Außenleuchten Belüftungslösungen von Gore ein. Sie sollen vor Verschmutzung schützen und Druckschwankungen ausgleichen. Die Membrantechnologie mit expandiertem Polytetrafluorethylen (ePTFE) von Gore garantiert eine zuverlässige Funktion über die Lebensdauer der Leuchte.

Herausforderung: Druckverhältnisse stabilisieren

LED-Leuchten erzielen den höchsten Wirkungsgrad, wenn das Licht der Linse in einem konstanten Winkel von 90 Grad auf die Außenabdeckung trifft. Um diesen Effekt zu erzeugen, setzt WE-EF in der LED-Mastleuchtenserie VFL500 die sogenannte RFC-Technik (Reflection Free Contour) ein. Die konventionelle flache Leuchtenabdeckung wird dabei durch eine UV-stabilisierte, klare Acrylabdeckung ersetzt, deren konturierte Oberfläche der Form der Linse folgt. Auf diese Weise sorgt die RFC-Technik dafür, dass das Licht der Linse immer in einem Winkel von 90 Grad auf die Abdeckung trifft. So sinken Reflexionsverluste und der Wirkungsgrad der Leuchte steigt um bis zu fünf Prozent.

Diese Steigerung ist möglich, wenn Druckschwankungen im Leuchtengehäuse vermieden werden. Druckdifferenzen entstehen durch die enormen Temperatur­unterschiede zwischen der im Betrieb erwärmten Leuchte und der kühlen Umgebungsluft. In der VFL500-Leuchte etwa entstehen leicht Temperaturen von 65 Grad Celsius. Kühlt die Leuchte zum Beispiel bei einem Gewitter in zehn Minuten auf 15 Grad Celsius ab, so kann das belüftete Gehäuse diesen Druckunterschied leicht ausgleichen. Ohne Luftaustausch entsteht in dem Gehäuse ein Unterdruck von -140 Millibar (siehe Abbildung).

Dadurch werden Schmutz und Feuchtigkeit über die durch den dauernden Über- und Unterdruck ermüdete Dichtung in das Gehäuse eingesogen. Zudem wölbt sich die dünne Kunststoffabdeckung, wodurch sich die Abstrahlcharakteristik der Leuchte verändert und die Lichtausbeute sich verringert.

Unsichtbare Membran für Druckausgleich

Diesen unerwünschten Effekt verhindert ein Belüftungselement, das die Druckschwankungen ausgleicht. So behält die Kunststoffabdeckung ihre Form. Um den ange­strebten Wirkungsgrad zu erreichen, setzt WE-EF in allen VFL500-Leuchten das Belüftungselement PolyVent M12x1,5 HA von Gore ein. Das einschraubbare Druckausgleichselement verfügt über einen hohen Luftdurchsatz. Es wurde bereits während der Produktentwicklung berücksichtigt. Dadurch konnte es so im Leuchtengehäuse eingepasst werden, dass es von außen unsichtbar ist und das Leuchtendesign nicht beeinflusst.

Druckschwankungen werden somit zuverlässig ausgeglichen, die Dichtungen weniger beansprucht und damit die sensible Elektronik im Inneren der Leuchte über die Lebensdauer der Leuchte vor eindringender Feuchtigkeit und Verschmutzung geschützt.

Lebensdauer und Qualität der Leuchten steigern

Das Belüftungselement erhöht nicht nur die Langlebigkeit des gesamten Beleuchtungssystems, sondern stellt auch die Zuverlässigkeit der neu eingesetzten RFC-Technologie sicher und steigert den Wirkungsgrad der Leuchte. Die Bauteile im Inneren der Leuchte müssen effektiv geschützt werden, damit die Leuchte trotz rauer klimatischer Bedingungen im Freien ohne Ausfälle 20 Jahre und länger eingesetzt werden kann.

WE-EF stellt für diese Leuchtenserie die Schutzklasse IP66 sicher und damit die Nennlebensdauer der Elektronik sowie der LEDs von 60.000 Stunden.

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