So entwerfen Sie ein LED-Lampengehäuse – Ein technischer Leitfaden

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand

Wenn Sie jemanden auf der Straße fragen, warum eine Lampe ein Gehäuse braucht, lautet die Antwort:
„Also... ich möchte, dass es schön ist und nicht kaputt geht.“

Und in der Praxis?
Das Gehäuse ist das Fundament.
Dies ist ein Element, das:

• hält mechanisch alles zusammen (LED-Module, Netzteil, Optik),
• verteilt und entfernt die Wärme von LED und Treiber,
• schützt den Benutzer von Elektrizität und Elektronik vor Staub, Feuchtigkeit und Beschädigung,
• erfüllt die Sicherheits-, Isolierungs-, Entflammbarkeits- und Temperaturstandards.

Sie machen es falsch – und der Rest ist egal.
Denn auch die beste LED brennt einmal durch und in einer Hotbox stirbt auch das Netzteil.

🧰 TEIL 1: Das Gehäuse als mechanische Struktur

1.1 Welche physikalische Funktion hat das Gehäuse?

Auf mechanischer Ebene bietet das Gehäuse:

• verbindet alle Komponenten zu einem Ganzen,
• behält die Position des LED-Moduls relativ zur Optik (z. B. Linse, Diffusor) bei,
• schützt den Innenraum vor Stößen, Staub, Feuchtigkeit, Insekten (!),
• ermöglicht die Montage – an der Decke, Wand, Stativ.

In der Praxis: Wenn sich das Gehäuse verformt, abfällt oder bricht, funktioniert die Lampe nicht mehr oder wird gefährlich.

1.2 Beispiel:

Sie verfügen über eine 100W COB LED Lampe mit einem direkt im Gehäuse montierten Netzteil.

• ist nicht flach → LED hat keinen thermischen Kontakt → Überhitzung,
• es gibt keine Versteifung → das Modul bewegt sich → die Linse leuchtet nicht gut,
• keine Belüftung → Treiber kocht → verkürzte Lebensdauer.

🔥 TEIL 2: Das Gehäuse als Kühlsystem

Das ist das Wichtigste.
LED erzeugt Wärme. Netzteil – noch mehr.
Gehäuse = Radiator = passive Kühlung.

2.1 Warum wird die LED heiß?

Obwohl LED ein „kaltes Licht“ ist, weist sie im Vergleich zum Ideal eine geringe Energieeffizienz auf.
Eine typische LED hat einen Wirkungsgrad von: η ≈ 30–40 %
(der Rest wird erhitzt)

Wenn eine LED-Lampe 100 W verbraucht, dann:
• ~35 W ist Licht,
• ~65 W sind reine Heizleistung.

2.2 Wohin geht diese Wärme?

Die Wärme muss durch folgendes hindurchgehen:

1. LED-Anschluss (Verbindungsstück)
2. Wärmeleitpad/-paste
3. Gehäuse / Kühler
4. Luft → Umgebung

Wenn ein Element einen hohen Wärmewiderstand aufweist, kocht die LED.

2.3 Wärmewiderstand – wie funktioniert das?

Der Wärmewiderstand (R _th ) wirkt wie ein Widerstand, jedoch für Wärme.
Je kleiner, desto besser.

ΔT = Q R _th

• ΔT – Temperaturdifferenz zwischen LED und Umgebung,
• Q – Wärmeleistung (W),
• R _th – Wärmewiderstand des gesamten Pfades (K/W)

Beispiel:
Wenn die LED 30 W abgibt und R _th = 2 K/W ist:
ΔT = 30 × 2 = 60 °C
Umgebung = 25 °C → LED ist 85 °C.
R _th = 4 K/W → 145 °C = LED-Tod.

⚡ TEIL 3: Das Gehäuse als Schutzscheibe

Neben der Kühlung dient das Gehäuse auch dem Schutz von:

• den Benutzer vor dem Berühren stromführender Teile,
• Innenleben der Lampe vorher:
  • Staub (IP5X),
  • Wasser (IPX4–X7),
  • UV, Chemikalien,
  • mechanischen Stößen (IK06–IK10).

Beispiel: IP65-Lampe für Gewächshaus.
• Versiegeltes Gehäuse (Silikon, Gummi)
• Material beständig gegen Feuchtigkeit, Salze, Reinigungsmittel
• Ohne UV-Beschichtung → Vergilbung, Rissbildung, Abbau

🔒 TEIL 4: Wohn- und Sicherheitsstandards

Normen wie IEC 60598, UL94, ENEC besagen:

• das Gehäuse kann keinen Strom leiten, wenn es nicht geerdet ist,
• muss eine bestimmte Temperaturbeständigkeitsklasse aufweisen,
• es kann kein Feuer fangen (z. B. Klasse V-0),
• muss einem „Hot Ball“-Test standhalten: z.B. 650°C ohne Zündung.

🧪 TEIL 5: Das Gehäuse und das Gesamtdesign

Das Gehäuse ist kein Zusatz, sondern ein Schlüsselelement des thermischen und mechanischen Designs.

• Sie beginnen mit thermischer Energie,
• Sie berechnen die benötigte Kühlfläche,
• Sie wählen LED, Treiber, Form, Montage, Optik.

Ohne diese können selbst die besten Komponenten aufgrund einer schlechten Unterbringung ausfallen.

📚 QUELLEN:

• IEC 60598-1 – Leuchten – Allgemeine Anforderungen und Prüfungen
• Wärmedesign-Leitfaden für CREE-LEDs
• Vishay: Anwendungshinweis zum Wärmewiderstand von Leistungs-LEDs
• FLIR Infrarot-Thermografie in der Elektronik
• UL94 – Standard für Tests zur Entflammbarkeit von Kunststoffmaterialien

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Bei dem Koffer geht es nicht um Ästhetik. Es geht um Funktionalität, Sicherheit und Leistung.
• Schlechtes Gehäuse = Überhitzung, LED-Tod, Stromschlag, Reklamationen und Katastrophe.
• Gutes Gehäuse = durchdachtes Design, thermische Prüfung, Normkonformität und Langlebigkeit.

🔥 MODUL 2: Woher kommt die Wärme in LEDs?

Oder warum LEDs so heiß werden wie Toast, obwohl sie angeblich „energiesparend“ sind

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Jeder hat schon einmal gehört: „LED wird nicht heiß.“
Stimmt's? Nein. Kompletter Blödsinn.
LED ist ein Halbleiter. Jeder Halbleiter = Verluste. Verluste = Wärme.

In Wirklichkeit ist eine LED ein Gerät mit einer Effizienz von 30–40 %.
Das bedeutet, dass 60–70 % der Energie in Wärme umgewandelt werden, die abgeführt werden muss – denn nicht der Strom, sondern die Temperatur führt zum Durchbrennen der LED.

In diesem Modul erklären wir:

• woher genau kommt die Wärme in LEDs,
• wie man sie zählt,
• was es beeinflusst,
• und warum nicht nur die Diode, sondern die gesamte Stromversorgungskette schuld ist.

🧪 TEIL 1: LED ist keine Glühbirne – hier leuchtet nicht alles

LED (Light Emitting Diode) ist eine Leuchtdiode.

Funktionsprinzip: Elektronen und Löcher rekombinieren → emittieren ein Photon.

Aber: Nicht jedes Elektron endet als Photon. Die restliche Energie ist:

• Wärmeleitung (an der Verbindungsstelle),
• Wärme im Leuchtstoff (bei weißen LEDs),
• Emission nicht optimaler Photonen (z. B. Infrarot).

⚡ TEIL 2: LED-Energiebilanz – Zahlen statt Legende

LED-Stromverbrauch: P in = U × I
Licht: P światło = η × P in
Warm: P ciepło = P in – P światło

Beispiel:
LED = 50 W, η = 35 %
→ P- _Licht = 17,5 W
→ P _Wärme = 32,5 W
LED = 30-Watt-Heizung.

🧮 TEIL 3: Wo genau entsteht die Wärme?

Die Wärme wird über den gesamten Energiepfad verteilt:

Mentale Zeichnung: LED ist ein Sandwich:
• Oben = Licht
• Mitte = Wärme ohne Auslass ohne Heizkörper

🧊 TEIL 4: Welchen Einfluss hat die Temperatur auf LEDs?

• Durchlassspannungsabfall (2–4 mV/°C)
• Lichtstromrückgang (10–20 % bei +40 °C)
• Phosphorabbau (Vergilbung, Farbverschiebung)
• Haltbarkeitsverlust: von 50.000 h → 15.000 h oder weniger

Sperrschichttemperatur (T _j ):
• >85–100°C = Abbau
• >120°C = Diodentod

📉 TEIL 5: LED ist eine Heizung mit Bonus

LED = eine Heizung die auch leuchtet.
Kühldesign wichtiger als die LED selbst.

• Ersetzen Sie die LED nicht, ohne das Gehäuse zu wechseln
• Erhöhen Sie den Strom nicht, ohne R _th zu überprüfen
• Fügen Sie einem 30-W-Kühler keinen 100-W-Treiber hinzu

📚 QUELLEN:

• Cree-Anwendungshinweis – Überlegungen zum thermischen Design
• Nichia – LED-Übergangstemperatur und Lebensdauer
• Vishay – Whitepaper zum Wärmemanagement von Power-LEDs
• OSRAM – LED-Thermoverhaltensmodelle
• IEC 62717 – Leistung von LED-Modulen für die Allgemeinbeleuchtung

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• LEDs erzeugen viel Wärme – sie müssen berücksichtigt werden
• 30–40 % Effizienz = benötigt einen Kühlkörper oder ein Kühlgehäuse
• Keine Temperaturkontrolle – LED hält weniger als billiges Halogen

🧊 MODUL 3: Aluminium – der König der Kühlung

Deshalb verfügt die LED-Lampe nicht über ein Kunststoffgehäuse, sondern über ein solides eloxiertes Blech.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Wenn das Gehäuse der LED-Lampe aus Metall besteht, dient es nicht der Optik.
Das liegt daran, dass Aluminium hervorragende Wärmeableitungseigenschaften besitzt.
Und es ist Hitze – nicht Feuchtigkeit oder die Stromversorgung – die eine LED am häufigsten zerstört.

In diesem Modul:

• Wärmeleitfähigkeit in Zahlen,
• Vergleich mit anderen Materialien,
• die Funktionsweise eines Heizkörpers erklären,
• und warum die Eigenschaften von Aluminium es zum König der Thermik machen.

⚗️ TEIL 1: Was bedeutet es, dass Aluminium gut „kühlt“?

Wärmeleitfähigkeit (λ) = Wärmeübertragungskapazität.
Je höher der Wert, desto besser der Heizkörper.

 q = –λ ∇T

• Aluminium leitet etwa 1000-mal besser als Kunststoff
• 2× schlechter als Kupfer, aber leichter und billiger
• Kunststoff ist ein thermischer Stopfen

🔍 TEIL 2: Warum nicht Kupfer?

Kupfer ist sinnvoll in kleinen Systemen (MCPCB, Heatpipe),
aber wenn es um komplette Gehäuse geht, gewinnt Aluminium.

🪨 TEIL 3: Oder vielleicht Stahl? Kunststoff? Verbundwerkstoff?

• Stahl: stark, günstig – aber thermisch schwach (~15 W/m K)
• Kunststoff: günstig, leicht – aber isolierend (0,1–0,4 W/m K)
• Verbundwerkstoffe: leicht und teuer, <10 W/m K

⚙️ TEIL 4: Aluminiumbearbeitung = Design-Himmel

Aluminium ist einfach:

• Extrusion (Profile),
• CNC-Fräsen,
• Druckguss,
• Eloxieren (Schutz und Aussehen).

Ein Profil = Kühler + Gehäuse + Träger.
Große Serien = geringe Stückkosten.

🔥 TEIL 5: Aluminium und echte Kühlung

1. Leitet die Wärme schnell von der LED ab (großes λ)
2. Verteilt sie auf einer großen Fläche (Rippen)
3. Es wird durch Konvektion in die Umgebung freigesetzt

R _th = ΔT / P
(T_LED – T_air) / Wärmeleistung

Für 30 W → min. 150–250 cm² Aluminium, damit R _th < 3 K/W
100W Lampe → 30–50cm Profil oder Radiator mit 20+ Lamellen

📚 QUELLEN:

• ASM Handbuch Band 2 – Eigenschaften von Aluminiumlegierungen
• LEDil – Thermisches Design mit Aluminiumprofilen
• Vishay – Wärmewiderstand vs. Oberfläche in LED-Systemen
• IEC 60598-1 – Leuchten – Wärmemanagement

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Aluminium = Kompromiss zwischen Leitfähigkeit, Gewicht, Kosten und einfacher Verarbeitung
• Kunststoff/Stahl = Mehr Hitze = Kürzere LED-Lebensdauer
• Jede Lampe >10 W → Aluminium erforderlich

🧱 MODUL 4: Arten von Gehäusen

Vom Aluminiumprofil bis zum Radiator mit Lüfter – das Design ist kein Zufall.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Das Gehäuse einer LED-Lampe kann nicht „beliebig“ sein, weil:

• Die LED muss Wärme abgeben – und zwar möglichst schnell und effizient,
• das Ganze muss zusammenhalten – Module, Stromversorgung, Optik,
• der Kunde kann nicht verbrannt oder getötet werden – d. h. IP, Erdung, Trennung.

Die Gehäuseform beeinflusst:

• Kühleffizienz,
• Haltbarkeit,
• Produktionskosten,
• Ästhetik.

🧰 TEIL 1: Aluminiumprofilgehäuse

Günstig, gut, skalierbar

Die gängigste Lösung sind Wachstumslampen, LED-Streifen und Industriebeleuchtung.

Was ist das?

• Stranggepresstes Aluminiumprofil – eloxiert, mit Leiterplattenführung und Platz für einen Diffusor.

Vorteile:

• günstige Produktion (Meterware),
• hohe Wärmeleitfähigkeit,
• einfache Montage der Komponenten,
• Modularität – Abdeckungen, Kappen, Lampenschirme.

Mängel:

• begrenzte Form,
• kein Netzteilschutz,
• keine aktive Kühlung.

🧱 TEIL 2: Druckgussgehäuse

Kraft und Form

Weit verbreitet in Straßen-, Hallen- und Industrieleuchten von 100–300 W.

• Aluminiumdruckguss (ADC12)
• Integrierte Elemente: Rippen, Griffe, Steckdosen

Vorteile:

• Freiheit der Form,
• effektive 3D-Heizkörper,
• mechanische und Umweltbeständigkeit.

Mängel:

• teure Erstformulare,
• rentabel ab >1000 Stück,
• schlechtere Leitfähigkeit als reines Aluminium.

🌀 TEIL 3: Gehäuse mit aktiver Kühlung

Wenn Passiv nicht ausreicht

• COB-LED >100W
• Filmlampen, Projektoren, Scheinwerfer

Komponenten: Kühler + Lüfter + Temperatursensor + PWM

Vorteile:

• kompakte Hochleistungskühlung,
• Temperaturkontrolle,
• hoher thermischer Wirkungsgrad.

Mängel:

• Ausfallrate,
• Lärm und Staub,
• IP-Einschränkung.

🌡️ TEIL 4: Hybrid- und „semipassive“ Gehäuse

Verbindung:

• Aluminiumgehäuse als Kühler,
• temperaturgesteuerter Lüfter,
• Kunststoffdiffusor für Ästhetik und Sicherheit.

Vorteile:

• intelligentes Kühlmanagement,
• Kompromiss: Schweigen vs. Effizienz,
• schönes, modernes Aussehen.

🧠 TEIL 5: Was wofür wählen?

📚 QUELLEN:

• MechaTronics: Richtlinien für das Design von LED-Kühlkörpern
• OSRAM – Wärmemanagement in Hochleistungs-LED-Modulen
• LEDiL – Kühlung von Strangpressprofilen – Anwendungshinweise
• IEC 60598-1 – Leuchten – Mechanische Anforderungen

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Das Gehäuse ist eine technische Struktur – keine Dekoration
• Die Auswahl hängt von der Leistung, der Umgebung und den Anforderungen ab.
• Schlechtes Gehäuse = heiße Diode = Ausfall in 1000h

🔥 MODUL 5: Wärmeübertragung

Oder wie die Wärme der LED durch das Gehäuse in die Luft entweicht – und warum jedes Hindernis ein hitziges Problem darstellt.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Stellen Sie sich eine LED als einen kleinen Herd vor. Sie heizt sich auf, weil sie es muss – Licht ist ein Nebeneffekt des Halbleiters. Problem: LEDs haben keine Belüftung. Sie haben keine Lungen. Die Wärme kann nicht von selbst entweichen.

In diesem Modul erklären wir:

• drei Wärmetransportmechanismen: Leitung, Konvektion und Strahlung,
• wo sie in der LED-Lampe stattfinden,
• wie man berechnet, was die Abkühlung verlangsamt,
• warum das Streichen Ihres Heizkörpers hilfreich oder hinderlich sein kann.

🔬 TEIL 1: Leitfähigkeit – von der LED zum Gehäuse

Wärmeleitung – Wärmeenergie wird durch Schwingungen von Atomen und den Fluss von Elektronen übertragen:
q = –λ · (ΔT / L)

• q – Wärmestrom [W/m²]
• λ – Wärmeleitfähigkeit [W/m K]
• ΔT – Temperaturdifferenz
• L – Leitungsweglänge

Bei LEDs: LED → Wärmeleitpad → Kühler → Gehäuse

Probleme:

• niedriges λ (z. B. Kunststoff),
• zu langer Weg,
• Luftspalte,
• schlechter Körperkontakt.

🌬️ TEIL 2: Konvektion – vom Gehäuse in die Luft

Konvektion – die Übertragung von Wärme durch Luftbewegung:
Q = h · A · ΔT

• Q – Wärmeleistung [W]
• h – Konvektionskoeffizient [W/m² K]
• A – Fläche [m²]
• ΔT – Temperaturdifferenz

Konvektionsarten:

• Natürlich: 5–15 W/m² K
• Gebläse (Ventilator): 50–150 W/m² K
• Windkanal: 200+ W/m² K

Einflüsse: Kühlerposition, Lamellengröße, Sauberkeit, ΔT.

☀️ TEIL 3: Strahlung – eine kleine, aber reale Komponente

Wärmestrahlung (Strahlung) – Energieabgabe im IR-Bereich:
P = ε · σ · A · (T⁴ – T amb ⁴)

• ε – Emission (0–1)
• σ – Stefan-Boltzmann-Konstante (5,67×10⁻⁸)
• T – Oberflächentemperatur [K]
• T _amb – Umgebungstemperatur

Schlussfolgerungen:

• schwarz, matt = bessere Abstrahlung (ε > 0,9)
• Anstrich kann helfen (mehr Strahlung), kann aber die Leitfähigkeit verschlechtern

🧠 TEIL 4: Thermische Widerstandskaskade – R _th in der Praxis

T LED = T amb + Q × (R th,jc + R th,cs + R th,sa )

📉 TEIL 5: Beispiel – 50W LED-Lampe

Optische Effizienz: 35 % → Wärme: 32,5 W
Radiator: 250 cm² Aluminiumprofil
h: 10 W/m² K

ΔT = Q / (h · A) = 32.5 / (10 · 0.025) = 130°C

→ ohne gute Konvektion: >150°C
→ Ventilator (h=100): ΔT = 13°C → Oberfläche ≈ 40°C

📚 QUELLEN:

• Incropera & DeWitt – Grundlagen der Wärme- und Stoffübertragung
• CREE – Leitfaden zum thermischen Design von LEDs
• Vishay – Wärmewiderstand in realen Anwendungen
• IEC 60598-1 – Thermische Grenzen und Sicherheit von Leuchten

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• LED „verdampft“ keine Wärme – sie muss abgeführt werden
• Jede Transportstufe = Widerstand = Temperaturanstieg
• Schwacher Kühler, Paste, Belüftung = heiße LED
• Ohne Verständnis der Physik der Thermik gibt es keine gute Lampe

🧴 MODUL 6: Thermische Schnittstellen – Kleine Schichten, große Wirkung

Oder wie eine dünne Schicht Paste Ihre LED retten (oder zerstören) kann.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Zwischen LED und Strahler besteht immer ein Spalt. Luft leitet Wärme am schlechtesten. Deshalb verwenden wir TIM-Materialien – Pasten, Bänder, Pads – zur Verbesserung des Wärmeflusses.

🔬 TEIL 1: Wozu dienen Wärmeleitpasten und -bänder?

• Selbst vollkommen glatte Oberflächen weisen Mikrorisse auf
• Keine Füllung → Luft (λ ≈ 0,025 W/m K)
• Gutes TIM = niedrigerer Wärmewiderstand R _th

📏 TEIL 2: Technische Parameter von TIM – was ist zu lesen?

🧴 TEIL 3: Materialarten – was sollte zwischen LED und Strahler kommen?

1. Wärmeleitpaste (Fett)

• λ = 0,5–5 W/m·K
• Dünne Schicht: ~50–100 μm
• Es kann mit der Zeit austrocknen
• Beispiele: Arctic MX-4, TC-5121

2. Wärmeleitband

• λ = 0,8–3 W/m·K
• Dicke: 0,2–0,5 mm
• Gut für leichte Anwendungen, saubere Anwendung

3. Silikonpads (Wärmeleitpads)

• λ = 1–6 W/m·K
• Dicke: 0,5–1,5 mm
• Gut für Unebenheiten und zum Ausgleichen

4. Wärmeleitkleber

• λ = 0,5–2 W/m K
• Einfache Montage, schwierige Demontage
• UV-empfindlich, alterungsbeständig

🧠 TEIL 4: Wie wendet man TIM richtig an?

• Paste: dünn, durch Druck, kein Fließen
• Klebeband: blasenfrei, Kleber nicht berühren
• Pad: nicht zu fest drücken

🧮 TEIL 5: Temperaturunterschiede – Harte Zahlen

⚠️ TEIL 6: Die häufigsten Fehler

• Kein Kleister – auch bei starkem Druck
• Zu viel Paste – sie wirkt als Isolator
• Billiger Kleber - bröckelt mit der Zeit
• Unvorbereiteter Heizkörper - Paste hilft nicht

📚 QUELLEN:

• CREE – Richtlinien für thermische Schnittstellen
• Kerafol – TIM-Vergleichstabellen
• Arctic – Wärmeleitpaste auftragen
• Vishay – Hinweise zur TIM-Auswahl
• IEC 60598-1 – Thermische Anforderungen

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Die thermische Schnittstelle ist oft die günstigste und wichtigste Komponente
• Gut gewählte TIM = Unterschied bis zu 40°C
• LED >10 W → TIM ist ein Muss
• Schlechter Kontakt → der Heizkörper reagiert nicht

☠️ MODUL 7: LED-Überhitzung

Oder wie eine LED aufgrund der Temperatur still und leise den Geist aufgibt – bevor man sie ausschalten kann

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

LEDs erlöschen nicht wie Glühbirnen. Sie erlöschen langsam – temperaturbedingt:

• leuchtet schwächer,
• ändert die Farbe,
• verliert Parameter,
• und verbraucht trotz fehlendem Licht immer noch Strom.

In diesem Modul: die Physik des LED-Todes und wie man ihn verhindern kann.

🔥 TEIL 1: Sperrschichttemperatur – Wo alles beginnt

• T _j (Verbindungsstelle) – Schlüsseltemperatur
• 85 °C → 50.000 Stunden Lebensdauer
• 100 °C → 25.000 h
• 120 °C → 2000–3000 h

Kleiner Sprung nach oben = dauerhafte Veränderung der Halbleiterstruktur.

🌈 TEIL 2: Farbdrift

• Hohe Temperaturen schädigen den Leuchtstoff
• Die Farbbalance verschiebt sich
• Effekt: warme Flecken, milchige Farbe, Verlust des CRI

🧪 TEIL 3: Körperliche Veränderungen – Was läuft wirklich schief?

1. Anschluss

• Netzdefekte, Rückstromanstieg
• V _f -Abfall, thermisches Durchgehen

2. Phosphor

• Verfärbungen, Strukturveränderungen
• Verlust des Farbgleichgewichts

3. Basis, Bindemittel

• Delamination, Verringerung des thermischen Kontakts
• Widerstandserhöhung → mehr Wärme

📈 TEIL 4: Wie sieht es in der Praxis aus?

🧪 TEIL 5: Wie misst man es?

• Thermometer: zeigt das Gehäuse, nicht den Stecker
• IR-Kamera: Hotspot-Standort
• Multimeter: Spannungsabfall, Stromanstieg
• Spektrometer: CCT-Drift, CRI

🔁 TEIL 6: Kann es rückgängig gemacht werden?

NEIN.

• LED-Degradation = irreversibel
• Sie können nur verzögern:
• gute Kühlung,
• stabile Stromversorgung,
• geringe Welligkeit und keine Spannungsspitzen

📚 QUELLEN:

• Nichia – LED-Lumen-Wartungshandbuch
• OSRAM – Thermische Degradation bei weißen LEDs
• Cree – Langfristige Zuverlässigkeit von LEDs
• IEEE – Geräte- und Materialzuverlässigkeit
• IEC 62717 – Leistung von LED-Modulen

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• LEDs gehen nicht sofort aus - sie sterben allmählich durch Überhitzung
• Symptome: Farbveränderung, Abnahme der Helligkeit
• Ursache: hohe T _j , schlechte Kühlung
• Vorbeugung: Temperaturkontrolle = Längeres Leben

🛡️ MODUL 8: Wohnen und Sicherheit

Oder wie Aluminium nicht nur vor Hitze schützt, sondern auch vor Strom, Wasser, Feuer und … einem Kunden mit nassen Händen.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Beim LED-Lampengehäuse geht es nicht nur um Konstruktion und Kühlung. Es ist auch:

• Barriere gegen Stöße,
• Schutz vor Wasser, Staub und Fremdkörpern,
• Einhaltung der Brennbarkeits- und Trennnormen,
• Teil eines Sicherheitssystems der Klasse I, II oder III.

⚡ TEIL 1: Elektroschock

Mögliche Bedrohungen:

• ausgefranster Draht – Phase berührt das Gehäuse,
• Ausfall der Stromversorgung,
• der Benutzer wird zum Leitungspfad.

Schutzarten:

1. Klasse I: Metallgehäuse + PE (Erdung)
2. Klasse II: doppelte Isolierung, keine Leitung
3. Klasse III: Stromversorgung < 50 V DC – berührungssicher

🌊 TEIL 2: IP-Dichtigkeitsklassen

Bezeichnung: IPXY – X = Feststoffe, Y = Wasser

🔥 TEIL 3: Gehäusetemperatur und Norm

• Metall: max. ~60°C Berührungsoberfläche
• Kunststoff: bis 90–100°C

Überschreitet der Strahler diese Werte → muss er außerhalb der Reichweite liegen oder abgeschirmt werden.

🔒 TEIL 4: Galvanische Trennung und Isolierung

• Getrennte Stromversorgung (Transformator)
• Keine Spannungsleitung vom Netz zum Gehäuse
• Erdung von Metallelementen + PE-Durchgangsprüfungen

🧯 TEIL 5: Entflammbarkeits- und Heißkugeltest

UL94 – Entflammbarkeitsklassen:

• HB - brennt langsam
• V-2 – triefend vor brennendem Plastik
• V-0 – kein Tropfen, selbstverlöschend in <10s

IEC - Heißkugeltest: 650-960 °C heiße Kugel berührt Gehäuse - keine Zündung = OK

📚 QUELLEN:

• IEC 60598-1 – Leuchtensicherheit
• IEC 60529 – IP-Schutzarten
• UL94 – Entflammbarkeit von Kunststoffen
• IEC 60364 – Schutz vor elektrischem Schlag
• Nichia – LED-Sicherheitsrichtlinien

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Wohnen = Erste Verteidigungslinie
• Erfüllt die Standards: Strom, Wasser, Feuer, Dummheit
• Schlechte Unterbringung = Gefahr + gesetzliche Haftung

🌱 MODUL 9: Gehäuse für Pflanzenlampen

Deshalb ist eine Growlampe ohne Strahler und IP65 nur eine vorübergehende, leuchtende Dekoration

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

LED-Wachstumslicht ist eine Photonenproduktionsmaschine für Pflanzen. Aber wenn:

• LED überhitzt – gibt weniger Licht,
• die Dioden sind verstaubt – das Licht erreicht das Blatt nicht,
• das Gehäuse ist nicht dicht – Feuchtigkeit zerstört die Elektronik.

🔥 TEIL 1: LED-Temperatur und -Ertrag

Je wärmer die LED, desto kleiner ist der PPF. Verluste:

• ~0,5–1 % PPF pro +10 °C relativ zu 25 °C,
• Abfall von 600 auf 510–540 μmol/s bei zu heißer LED.

Auswirkungen:

• geringere Ausbeute,
• verzögerte Blüte,
• Verringerung der Lampeneffizienz.

🌡️ TEIL 2: Passive Kühlung – aber ordentlich

• Feuchtigkeit und Staub schließen Lüfter aus,
• der Heizkörper muss groß, dick und ordnungsgemäß befestigt sein,
• schlechte Kühlung = Vergilbung des Leuchtstoffs, niedrigerer PPF.

🌫️ TEIL 3: Staub, Feuchtigkeit, Düngemittel

Staub auf Dioden ist nicht einfach nur Schmutz:

• reduziert die Lichtmenge,
• streut und reflektiert das Spektrum,
• reduziert PPFD um bis zu 10–20 %.

Feuchtigkeit und Düngemittel führen zu:

• PCB-Korrosion,
• Kurzschlüsse und Burnouts,
• Schäden an Treiber und Controller.

💡 TEIL 4: Was braucht eine gute Wachstumslampe?

• Aluminiumkühler, große Wärmeableitungsfläche,
• IP65 für das gesamte Gehäuse und die Steckverbinder,
• Silikon- oder EPDM-Dichtungen,
• UV-Beständigkeit (eloxiertes Aluminium),
• Lüfterlos – oder Lüfter im IP54+ Gehäuse.

📐 TEIL 5: Wachstumslampe und Wärmetest

Fazit: Gehäuse + Umgebung = tatsächliche Lampenleistung.

📚 QUELLEN:

• Fluence – Wärmemanagement in kontrollierten Umgebungen
• OSRAM – LED-Degradation bei hoher Luftfeuchtigkeit
• Bridgelux – PPF vs. Temperatur
• ASABE S640 – Strahlung für Pflanzen
• UL1598 – Leuchten in Nassbereichen

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Growlamp = Strahler + Umweltschutz,
• Ohne IP65 - LED stirbt schneller als der Wachstumszyklus,
• Echte Lampenleistung = nur bei gutem Gehäuse und Belüftung.

🧪 MODUL 10: Standards, Tests und Industriedesign

Oder wie Sie prüfen, ob ein LED-Gehäuse für den Einsatz im Innenbereich, im Gewächshaus, auf der Straße oder ... an anderen Orten als im eigenen Keller geeignet ist.

🧠 EINLEITUNG – Der gesunde Menschenverstand:

Ein solides Gehäuse ist nicht alles. Tests sind wichtig – Dichtheit, Entflammbarkeit, Widerstandsfähigkeit. Wenn eine Lampe den Test mit Hammer, Wasser, Feuer und Zeit nicht besteht, handelt es sich nicht um eine Industrie-, sondern um eine Verbraucher-„Bombe“.

🔥 TEIL 1: Baunormen – was bestimmt, was geprüft werden muss?

Hängt ab von:

• Anwendungen,
• Schutzklassen (I, II, III),
• IP,
• Gehäusematerial,
• Spannung und Gesamtleistung.

💧 TEIL 2: Dichtheitsprüfung – IP

• IP65 = Schutz gegen Staub und Strahlwasser
• Staubtest: 8 h mit Talkum in der Kammer
• Wassertest: 12,5 l/min auf jeder Seite für 3 min

Kein IP65? Die Lampe übersteht kein Gewächshaus oder keine Growbox.

🔥 TEIL 3: Entflammbarkeits- und Wärmebeständigkeitstests

• UL94 V-0 = verlöscht in <10 Sekunden, kein Tropfen
• IEC-Glühdrahtprüfung: 650–960 °C, Selbstentzündungs- und Deformationsprüfung

Erforderlich für Decken- und Wandbefestigungen.

🧱 TEIL 4: Mechanische Tests – IK, Vibration, UV

• IK01–IK10: von leichtem Schlag bis Faust/Hammer (20 J)
• Wachstumslampen: min. IK07–IK08
• IEC 60068: Temperaturwechsel, Luftfeuchtigkeit 95 %, UV-Prüfung 500–1000 h

⚙️ TEIL 5: Was bedeutet es, wenn ein Fall „industriell“ ist?

• Aluminiumguss / dickwandig,
• IP65+, IK08+, UL94-V0,
• Blechgriffe ≥2 mm,
• Prüfberichte, CAD, R- _th- Daten,
• A2/A4-Schrauben, Silikondichtungen, IP67-Stecker.

Fehlen dieser Funktionen = Verbraucherlampe, keine Industrielampe.

📚 QUELLEN:

• IEC 60598-1 – Allgemeine Anforderungen an Leuchten
• IEC 60529 – IP-Code
• UL1598 – Nordamerikanische Beleuchtungsnorm
• IEC 60068 – Umweltprüfungen
• IEC 60695 – Glühdrahtprüfung
• EN 62262 – IK-Bewertungen

✅ SCHLUSSFOLGERUNGEN:

• Tests = Funktionssicherheit, keine Marketingaussage,
• Industriegehäuse = Konformität + Haltbarkeit,
• Ohne diese: Ausfallrisiko, Schadensrisiko, Haftungsrisiko.

🏁 DAS ENDE

Aluminium ist keine Modeerscheinung. Es ist Physik, Technik und Sicherheit in einem.

Wenn aus diesen zehn Modulen etwas folgt, dann dies: Das Gehäuse ist keine Dekoration. Es ist ein kritisches Element des gesamten Systems.

Ohne sie:

• LED überhitzt,
• das Licht schwindet,
• der Controller ist am Braten,
• und der Benutzer bekommt – wenn er Pech hat – einen Stromschlag oder hält 90°C heißes, unisoliertes Aluminium in der Hand.

Das Gehäuse ist:

• Wärmesystem – vom LED-Anschluss bis zur letzten Kühlerlamelle,
• Schutzbarriere – gegen Staub, Wasser, Stöße und Umwelteinflüsse,
• ein strukturelles Element – ​​das alles zusammenhält, einschließlich Ihres Rufs als Erbauer, Züchter, Hersteller.

Nicht aufgrund von Trends hat Aluminium seinen Weg in LED-Lampen gefunden – sondern weil es physikalische Parameter aufweist, die sich weder mit Kunststoff, billigem Blech noch mit 3D-Rendering imitieren lassen.

Und deshalb:

• gutes Gehäuse = LED, die 50.000 h leuchtet,
• schlechtes Gehäuse = LED, die von der Decke fällt oder nach einem Zyklus in der Growbox stirbt.

✋ Abschließend:
Wenn Sie eine LED ohne vernünftiges Gehäuse haben, haben Sie keine Lampe.
Sie haben ein Halbfertigprodukt.