DE102013008067A1

DE102013008067A1 - Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE102013008067A1
Application number: DE102013008067.3A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz KIGELE
Original assignee: Diehl Aerospace GmbH
Current assignee: Diehl Aerospace GmbH
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-11-13
Also published as: US20140334151A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, umfassend ein Gehäuse mit einer zumindest abschnittsweise transparent ausgebildeten Abdeckung (1) und einer der Abdeckung (1) gegenüberliegenden Stützplatte (2), auf der eine an ihrer Oberseite (O) mit mehreren LEDs (6) bestückte Leiterplatte (5) mit ihrer der Oberseite (O) gegenüberliegenden Unterseite (U) abgestützt ist, wobei auf der Oberseite (O) der Leiterplatte (5) mehrere gegen die Abdeckung (1) drückende Federelemente (7, 12) montiert sind, welche die Unterseite (U) der Leiterplatte (5) gegen die Stützplatte (2) zwingen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, insbesondere die Anbringung einer mit LEDs bestückten Leiterplatte im Gehäuse einer solchen Leuchtvorrichtung.
Nach dem Stand der Technik sind allgemein Leuchtvorrichtungen bekannt, bei denen in einem Gehäuse eine Leiterplatte aufgenommen ist, an deren Oberseite als Leuchtmittel mehrere LEDs montiert sind. Gegenüberliegend der Oberseite ist am Gehäuse üblicherweise eine transparent ausgebildete Abdeckung vorgesehen, durch die das von den LEDs erzeugte Licht an die Umgebung abgegeben wird.
Beim Betrieb einer solchen Leuchtvorrichtung produzieren die LEDs relativ viel Wärme, welche zur Vermeidung einer Überhitzung abgeführt werden muss. Zu diesem Zweck ist es bekannt, an der Leiterplatte beispielsweise aus Aluminium hergestellte Kühlkörper anzubringen oder mittels spezifischer Bauteile, insbesondere Distanzhalter oder dgl., die Wärme von der Leiterplatte auf das Gehäuse abzuleiten. Das Vorsehen von Kühlkörpern oder spezifischer Bauelemente erfordert Bereitstellungs- und Montageaufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Leuchtvorrichtung mit einer mit mehreren LEDs bestückten Leiterplatte angegeben werden, welche mit verringertem Aufwand herstellbar ist und gleichzeitig erforderliche Wärmeableitung von der Leiterplatte gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 12.
Nach Maßgabe der Erfindung wird eine Leuchtvorrichtung vorgeschlagen, umfassend ein Gehäuse mit einer zumindest abschnittsweise transparent ausgebildeten Abdeckung und einer der Abdeckung gegenüberliegenden Stützplatte, auf der eine an ihrer Oberseite mit mehreren LEDs bestückte Leiterplatte mit ihrer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite abgestützt ist, wobei auf der Oberseite der Leiterplatte mehrere gegen die Abdeckung drückende Federelemente montiert sind, welche die Unterseite der Leiterplatte gegen die Stützplatte zwingen. – Durch das Zwingen der Unterseite der Leiterplatte gegen die Stützplatte wird ein großflächiger thermischer Kontakt zwischen der Leiterplatte und der Stützplatte hergestellt. Infolgedessen kann die beim Betrieb der Leuchtvorrichtung durch die LEDs gebildete Wärme von der Leiterplatte schnell und effizient auf die Stützplatte und von da an die Umgebung angeführt werden. Erfindungsgemäß wird zur Kühlung der Leiterplatte die Stützplatte des Gehäuses verwendet. Auf das Vorsehen gesonderter Kühlkörper kann verzichtet werden. Ferner sind keine spezifischen Bauteile zur Verbindung der Leiterplatte mit dem Gehäuse erforderlich, welche gleichzeitig eine Wärmeableitung von der Leiterplatte auf das Gehäuse ermöglichen. Die vorgeschlagene Leuchtvorrichtung lässt sich überdies einfach herstellen und montieren.
Unter dem Begriff ”Federelement” wird beispielsweise eine Spiralfeder, eine metallische Federzunge oder ein ähnliches Element verstanden, welches dauerhaft eine elastische Druckkraft auf die Leiterplatte erzeugt.
Vorteilhafterweise sind die Federelemente mittels einer Lötverbindung auf der Leiterplatte befestigt. Damit ist es möglich, die Federelemente in den Bestückungsablauf der Leiterplatte zu integrieren. Das ermöglicht eine schnelle und einfache Montage der Federelemente auf der Oberseite der Leiterplatte.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Federelemente entlang zweier einander gegenüberliegender Kanten der Leiterplatte montiert. Üblicherweise ist die Leiterplatte rechteckig ausgebildet. Bei den Kanten handelt es sich zweckmäßigerweise um die langen Kanten der Leiterplatte. Indem die Federelemente entlang der Kanten montiert sind, bleibt dazwischen ausreichend Platz zur Anbringung einer Vielzahl von LEDs. Im Übrigen wird durch die Anbringung der Federelemente entlang der Kanten der Leiterplatte ein unerwünschter Schattenwurf weitgehend vermieden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Unterseite mit einer aus einem Metall hergestellten Wärmeverteilungsschicht versehen. Ferner kann in die Leiterplatte eine aus einem Metall hergestellte weitere Wärmeverteilungsschicht integriert sein. Bei dem Metall handelt es sich zweckmäßigerweise um Kupfer oder Aluminium. Beispielsweise kann an der Unterseite eine aus Kupfer hergestellte Schicht auf die Leiterplatte aufgebracht sein. Das Vorsehen einer Wärmeverteilungsschicht trägt zu einer verbesserten Wärmeverteilung und -abfuhr von der Leiterplatte auf die Stützplatte bei.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Abdeckung und die Stützplatte aus einem, vorzugsweise stranggepressten, Kunststoffprofil hergestellt. Das Kunststoffprofil kann zwei einander gegenüberliegende Nuten zum Einstecken der Leiterplatte umfassen. Dabei sind die Nuten zweckmäßigerweise so angeordnet, dass die darin eingesteckte Leiterplatte auf der Stützplatte aufliegt.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Federelemente in diesem Fall gegen der Stützwand gegenüberliegende Schenkel der Nuten abgestützt. Infolgedessen sind die Federelemente von außen her kaum sichtbar, auch wenn das Kunststoffprofil insgesamt aus einem transparenten Kunststoff hergestellt ist.
Nach einer alternativen Ausgestaltung ist die Abdeckung aus einem stranggepressten Kunststoffprofil hergestellt. Die Stützplatte kann in diesem Fall Bestandteil eines aus einem weiteren Metall, vorzugsweise aus Aluminium, hergestellten Gehäuseunterteils sein. Indem die Stützplatte aus einem weiteren Metall hergestellt ist, wird eine besonders effiziente Wärmeabfuhr von der Leiterplatte über die Stützplatte an die Umgebung erreicht.
Bei der alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die, zweckmäßigerweise aus einem transparenten Kunststoff hergestellte, Abdeckung mit dem Gehäuseunterteil verrastet. Dazu können an einer Innenseite der Abdeckung nach innen vorspringende Rasthaken vorgesehen sein, welche in einen dazu korrespondierenden Raststeg an der Außenseite des Gehäuseunterteils im Montagezustand eingreifen.
Die Abdeckung und/oder die Stützplatte sind zweckmäßigerweise aus Polycarbonat hergestellt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Leuchtvorrichtung,
2 eine Schnittansicht gemäß 1,
3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Leuchtvorrichtung und
4 eine Schnittansicht gemäß 3.
Bei der in 1 gezeigten ersten Leuchtvorrichtung sind eine transparente Abdeckung 1 sowie eine der transparenten Abdeckung 1 gegenüberliegende Stützplatte 2 einstückig aus einem transparenten Kunststoffprofil hergestellt. Zwischen der Abdeckung 1 und der Stützplatte 2 ist durch einen nach innen vorspringenden Steg ein Schenkel 3 einer Nut 4 gebildet, in welche eine auf die Stützplatte 2 abgestützte Leiterplatte 5 eingreift. An einer der Abdeckung 1 zugewandten Oberseite O der Leiterplatte 5 sind LEDs 6 montiert. Entlang der langen Kanten der im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Leiterplatte 5 sind an der Oberseite O Federelemente 7 montiert, welche gegen den Schenkel 3 der Nut 4 abgestützt sind. Die Federelemente 7 zwingen die Leiterplatte 5 gegen die Stützplatte 2.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, ist an einer der Oberseite O gegenüberliegenden Unterseite U der Leiterplatte 5 eine Metallschicht 8 vorgesehen, welche beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer gebildet sein kann. Die Leiterplatte 5 wird durch die Federelemente 7 in vollflächige Anlage mit der Stützplatte 2 gezwungen. Infolgedessen kann durch den Betrieb der LEDs 6 gebildete Wärme vollflächig über die Metallschicht 8 auf die Stützplatte 2 und von da an die Umgebung abgeführt werden.
Bei der in den 3 und 4 gezeigten zweiten Leuchtvorrichtung ist ein Gehäuse aus einer transparenten Abdeckung 1 sowie einem aus Metall, insbesondere Aluminium, hergestellten Gehäuseunterteil 9 gebildet. Vom Gehäuseunterteil 9 erstrecken sich seitlich Rastzungen 10, mit denen die Abdeckung 1 mit daran vorgesehenen hakenartigen Fortsätzen 11 verrastet ist. Das Gehäuseunterteil 9 bildet – ähnlich wie bei der ersten Leuchtvorrichtung – die Stützplatte 2, auf welcher die Leiterplatte 5 mit den an der Oberseite O montierten LEDs 6 abgestützt ist.
An einer Unterseite U der Leiterplatte 5 ist wiederum eine, beispielsweise aus Kupfer hergestellte, Metallschicht 8 vorgesehen. Entlang der langen Kanten der Leiterplatte 5 sind auf deren Oberseite O weitere Federelemente 12 montiert, welche sich gegen eine Innenseite I der Abdeckung 1 abstützen und die Leiterplatte 5 gegen die Stützplatte 2 zwingen. Damit wird wiederum eine effiziente Wärmeabfuhr von der Leiterplatte 5 auf die Stützplatte 2 und von da an die Umgebung erreicht.
Die Federelemente 7 sowie die weiteren Federelemente 12 sind zweckmäßigerweise mittels einer Lötverbindung an der Oberseite O der Leiterplatte 5 befestigt. Sie sind infolgedessen also zumindest abschnittsweise aus Metall hergestellt. Es kann aber auch sein, dass die Federelemente 7, 12 als Steckelemente ausgebildet und in eine Ausnehmung der Leiterplatte 5 eingesteckt sind. Die Federelemente 7, 12 können aus Metall, Kunststoff, Kunststoffschaum, Gummi oder dgl. hergestellt sein.
Die transparente Abdeckung 1 ist zweckmäßigerweise aus Polycarbonat hergestellt. Sie kann beispielsweise aus einem extrudierten Kunststoffprofil gebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Abdeckung
2: Stützplatte
3: Schenkel
4: Nut
5: Leiterplatte
6: LED
7: Federelement
8: Metallschicht
9: Gehäuseunterteil
10: Rastzunge
11: hakenartiger Fortsatz
12: weiteres Federelement
I: Innenseite
O: Oberseite
U: Unterseite

Claims

Leuchtvorrichtung, umfassend ein Gehäuse mit einer zumindest abschnittsweise transparent ausgebildeten Abdeckung (1) und einer der Abdeckung (1) gegenüberliegenden Stützplatte (2), auf der eine an ihrer Oberseite (O) mit mehreren LEDs (6) bestückte Leiterplatte (5) mit ihrer der Oberseite (O) gegenüberliegenden Unterseite (U) abgestützt ist, wobei auf der Oberseite (O) der Leiterplatte (5) mehrere gegen die Abdeckung (1) drückende Federelemente (7, 12) montiert sind, welche die Unterseite (U) der Leiterplatte (5) gegen die Stützplatte (2) zwingen.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Federelemente (7, 12) mittels einer Lötverbindung auf der Leiterplatte (5) befestigt sind.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federelemente (7, 12) entlang zweier einander gegenüberliegender Kanten der Leiterplatte (5) montiert sind.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterseite (U) mit einer aus einem Metall hergestellten Wärmeverteilungsschicht (8) versehen ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in die Leiterplatte (5) eine aus einem Metall hergestellte weitere Wärmeverteilungsschicht integriert ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metall Kupfer oder Aluminium ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (1) und/oder die Stützplatte (2) aus einem, vorzugsweise stranggepressten, Kunststoffprofil hergestellt sind.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kunststoffprofil zwei einander gegenüberliegende Nuten (4) zum Einstecken der Leiterplatte (5) umfasst.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federelemente (7, 12) gegen der Stützwand (8) gegenüberliegende Schenkel (3) der Nuten (4) abgestützt sind.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (1) und/oder die Stützplatte (2) aus Polycarbonat hergestellt ist/sind.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützplatte (2) Bestandteil eines aus einem weiteren Metall, vorzugsweise aus Aluminium, hergestellten Gehäuseunterteils (9) ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (1) mit dem Gehäuseunterteil (9) verrastet ist.