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Technisches Gebiet
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Die Erfindung geht aus von einer Lampe, insbesondere von einer Soffittenlampe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren geht die Erfindung von einem Verfahren zur Herstellung einer derartigen Lampe aus
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Stand der Technik
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Dokument
WO 2013/127557 A1 offenbart eine derartige Lampe bzw. Soffittenlampe. Diese hat ein hülsenförmiges Lampengefäß, auf das endseitig jeweils eine Montageplatte mit einer Halbleiterlichtquelle gesetzt ist. Die Halbleiterlichtquellen können somit in das Lampengefäß einstrahlen. Über metallische Hülsen ist das Lampengefäß verschlossen, wobei die Montageplatten jeweils in einer jeweiligen metallischen Hülse angeordnet sind. Um die Montageplatten elektrischen miteinander zu verbinden sind Drähte vorgesehen, wobei ein jeweiliger Draht in eine Aufnahme einer jeweiligen Montageplatte eingefädelt und mit dieser verlötet ist. Neben den Halbleiterlichtquellen sind weitere elektronische Bauelemente auf den Montageplatten vorgesehen. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Lötbarkeit der Drähte auf der Montageplatte sehr schwierig ist, da ein geringer Bauraum bzw. enge Platzverhältnisse durch die elektronischen Bauelemente (bzw. Bauteile) und durch die Halbleiterlichtquelle vorliegt. Des Weiteren ist die Zuführung und Montage der Drähte sehr zeit- und kostenaufwendig.
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Es sind aus dem Stand der Technik auch Soffittenlampen bekannt, bei denen auf einer Seite einer jeweiligen Montageplatte die Halbleiterlichtquelle und auf der jeweils anderen Seite (Rückseite) ein Kühlkörper vorgesehen ist. Des Weiteren sind Soffittenlampen bekannt, die einen geringen Strombedarf und somit auch eine geringe Verlustleistung aufweisen, weswegen diese keine hohen Anforderungen erfüllen müssen, wie beispielsweise eine Rückregelung zur Vermeidung von einem Totalausfall der Soffittenlampe.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lampe zu schaffen, die vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltet ist und zeit- und kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine derartige Lampe einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst hinsichtlich der Lampe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist eine Lampe, insbesondere eine Soffittenlampe und/oder insbesondere eine LED Retrofit mit Pressfitkontaktierung, mit einem hülsenförmigen, insbesondere zylindrischen oder rohrförmigen, Lampengefäß vorgesehen. An einem jeweiligen Gefäßende des Lampengefäßes ist eine Montageplatte, insbesondere eine Platine oder Leiterplatine, mit einer, insbesondere in das Lampengefäß einstrahlbaren, Lichtquelle angeordnet. Die Montageplatten sind über zumindest ein Verbindungselement elektrisch und mechanisch, insbesondere miteinander, verbunden. Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement mit zumindest einem Endabschnitt in eine Aufnahme, insbesondere eine Bohrung oder Durchgangsbohrung, in einer der Montageplatten zum elektrischen und mechanischen Verbinden eingepresst.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass durch das Einpressen keine Lötung zum elektrischen Verbindung und mechanischen Befestigen mehr erforderlich ist. Dies wiederum führt dazu, dass im Vergleich zur Lötung die Bauteile näher an die eingepresste Verbindungsstelle zwischen dem Verbindungselement und der Montageplatte angeordnet werden können, da die Gefahr eines Kurzschlusses durch eine minderwertige oder schlecht Lötung nicht vorhanden ist. Somit fällt vorteilhafterweise für die eingepressten Endabschnitte des Verbindungselements das Verlöten weg, das zu sporadischen Ausfällen der Lampe führen kann und beispielsweise auch vereinzelt zu sog. Lötperlen führt, die bei einer Sichtkontrolle nicht erkannt werden. Somit führt das Einpressen zu einer höheren Prozesssicherheit in der Fertigung sowie einer erheblichen Erleichterung des Montageprozesses der Lampe.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Verbindungselement mit seinen beiden Endabschnitten jeweils in einer Aufnahme einer jeweiligen Montageplatte eingepresst. Die Montageplatten sind dann zusammen mit dem Lampengefäß sandwichartig über das Verbindungselement oder über mehrere Verbindungselemente durch die Einpressungen miteinander verbunden.
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Das Verbindungselement oder eine Mehrzahl von Verbindungselementen erstrecken sich vorzugsweise innerhalb des hülsenförmigen Lampengefäßes.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Verbindungselement als, insbesondere biegesteifer, Verbindungsstift oder Verbindungspin ausgebildet. Ein derartiger Verbindungsstift ist im Vergleich zu einem Draht einfach handhabbar und kann beispielsweise in seiner axialen Richtung zum Einpressen belastet werden.
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Vorzugsweise ist eine Einpress-Verbindung als Press-Fit-Verbindung ausgestaltet.
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Die Aufnahme der Montageplatte bzw. die Aufnahmen der Montageplatten weisen vorzugsweise jeweils eine metallisierte Wandung auf, um auf einfache Weise die elektrische Kontaktierung mit dem Verbindungselement herzustellen. Der Endabschnitt oder ein jeweiliger Endabschnitt des Verbindungselements ist für das Einpressen vorzugsweise federnd und/oder elastisch verformbar ausgebildet, um eine ausreichende Presskraft zu erreichen.
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Vorzugsweise werden die Verbindungselemente lösbar in den Montageplatten eingepresst, womit die Lampe für Reparaturzwecke oder zum Recyceln einfach demontierbar ist.
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Vorzugsweise sind die auf einer jeweiligen Montageplatte montierten Lichtquellen Halbleiterlichtquellen, wobei zusätzlich elektronische Bauteile auf einer oder auf beiden Montageplatten vorgesehen sein können. Hierbei sind die eingepressten Verbindungselemente äußerst vorteilhaft, da, wie vorstehend bereits erläutert, durch die elektronischen Bauteile ein äußerst geringer Bauraumbedarf vorliegt, bei dem eine Lötung äußerst nachteilig ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Lichtquelle um eine Licht emittierende Diode (LED). Eine LED kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Alternativ oder zusätzlich können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die Licht emittierende Diode (LED) eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Die Emissionswellenlängen der Licht emittierenden Dioden (LED) können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen.
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Mit Vorteil besteht das Lampengefäß zumindest teilweise oder vollständig aus Kunststoff und ist in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Dabei kann kostengünstig und einfach ein Verbindungselement, mehrere Verbindungselemente oder alle Verbindungselemente im Spritzgussverfahren von dem Lampengefäß umspritzt werden. Die Montage der Montageplatten kann dann äußerst einfach in einem sog. „Plug and Play“ erfolgen, indem diese einfach auf das Lampengefäß mit den Verbindungselementen gesetzt werden. Hierdurch wird eine Montagezeit der Lampe erheblich verkürzt.
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Vorzugsweise umfasst das Lampengehäuse das Verbindungselement oder ein jeweiliges Verbindungselement mit einem radialen inneren Haltevorsprung. Durch die Umspritzung und/oder Umfassung der Verbindungselemente sind diese zusätzlich bei der Montage der Lampe mechanisch gestützt.
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Vorzugsweise ist das Lampengefäß als Optik ausgebildet.
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Des Weiteren ist vorteilhaft, wenn zumindest drei Verbindungselemente vorgesehen sind, die über ihre jeweiligen Endabschnitte mit einer jeweiligen Montageplatte verpresst sind.
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Die Montageplatten sind vorzugsweise über ein sog. „Poka Yoke System“ angeordnet, womit sie beispielsweise eine Formkodierung zusammen mit dem Lampengefäß aufweisen, damit sie nur in einer vorbestimmten Position an das Lampengefäß anordbar sind.
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Eine axiale Länge eines Verbindungselements oder mehrerer Verbindungselemente oder aller Verbindungselemente ist vorzugsweise größer als eine axiale Länge des Lampengefäßes, womit das derartig ausgestaltete Verbindungselement mit beiden Endabschnitten aus dem Lampengefäß auskragen kann und somit eine einfache Montage der Montageplatten ermöglicht ist.
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Die Montageplatten können jeweils an einer Stirnseite, insbesondere an einer Ringstirnfläche, des Lampengefäßes zumindest abschnittsweise anliegen und/oder sich abstützen.
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Das Verbindungselement oder die Verbindungselemente ist bzw. sind vorzugsweise etwa in Parallelabstand zur Längsachse des Lampengefäßes angeordnet.
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Eine jeweilige Lichtquelle kann etwa mittig auf ihrer Montageplatte angeordnet sein, wobei das Verbindungselement oder die Verbindungselemente radial nach außen versetzt zur jeweiligen Lichtquelle vorgesehen sind.
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Des Weiteren ist denkbar, dass eine jeweilige Montageplatte, die insbesondere im Mantelbereich metallisiert ist und insbesondere Teil des elektrischen Pfads ist, von einer Endhülse zumindest abschnittsweise abgedeckt ist. Die jeweilige Endhülse kann mit einer jeweiligen Montageplatte vorzugsweise eine Verpressung oder Mehrzahl von Verpressungen oder vorzugsweise über jeweils vier Verpressungen mechanisch und/oder elektrisch verbunden sein, wobei es sich insbesondere um eine sog. „Hitpoint-Verbindung“ handelt. Somit können die Endhülsen über diese Verbindungen an der Montageplatte gehalten sein und die Montageplatten können zusammen mit dem Lampengefäß sandwichartig über die zwischen ihnen angeordneten Verbindungselemente gehalten sein, womit ein äußerst einfacher Aufbau der Lampe ermöglicht ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Lampengefäß jeweils endseitig eine äußere umlaufende Stufe aufweisen, womit endseitig dann jeweils zwei Ringstirnflächen ausgebildet sind. Eine jeweilige Endhülse kann dann auf eine jeweilige Stufe gesetzt sein, wobei dann die jeweilige Montageplatte jeweils im Bereich der inneren Ringstirnfläche angeordnet ist.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Lampe gemäß einem der vorhergehenden Aspekte wird das Lampengefäß in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Ein Verbindungsabschnitt oder mehrere Verbindungsabschnitte werden dann von dem Lampengefäß umspritzt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1 in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Lampe gemäß einer ersten Ausführungsform
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2 in einem Längsschnitt die erfindungsgemäße Lampe gemäß einer zweiten Ausführungsform
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3 in einem Längsschnitt eine weitere Darstellung der Lampe gemäß der zweiten Ausführungsform
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4 in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße Lampe
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Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
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Gemäß 1 ist eine Lampe in Form einer Soffittenlampe 1 dargestellt. Diese hat ein etwa zylindrisches, insbesondere etwa kreiszylindrisches, Lampengefäß 2 aus Kunststoff, das eine Optik bildet. Jeweils am ersten und zweiten Gefäßende 4 und 6 ist eine Montageplatte in Form einer Leiterplatte 8 bzw. 10 angeordnet. Eine jeweilige Leiterplatte 8 und 10 sowie die Gefäßenden 4 und 6 sind jeweils von einer metallischen Endhülse 12, 14 umgriffen. Um die Leiterplatten 8, 10 elektrisch und mechanisch miteinander zu Verbinden sind drei Verbindungselemente in Form von Verbindungsstiften 16, 18 vorgesehen, von denen zwei in 1 ersichtlich sind. Ein jeweiliger Verbindungsstift 16, 18 hat zwei Endabschnitte 20, 22, die jeweils in eine Aufnahme 24 bzw. 26 der jeweiligen Leiterplatte 8 bzw. 10 eingepresst sind. Somit hat eine jeweilige Leiterplatte 8 und 10 für die drei Verbindungsstifte 16, 18 jeweils drei Aufnahmen 24, 26.
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Die drei metallischen Verbindungsstifte 16, 18 sind auf einem Teilkreis angeordnet und erstrecken sich etwa im Parallelabstand zur Längsachse der Soffittenlampe 1. Zwischen den Endabschnitten 20 und 22 ist ein jeweiliger Verbindungsstift 16, 18 etwa mit einem rechteckförmigen Querschnitt ausgestaltet. Zum Einpressen sind die Endabschnitte 20 und 22 eines jeweiligen Verbindungsstifts 16, 18 verbreitert ausgestaltet und weisen eine Durchgangsaussparung auf, womit die Endabschnitt 20 und 22 federnd sind. Die Endabschnitte 20 bzw. 22 sind somit mit einer Presskraft federnd in die Aufnahme 24 bzw. 26 einsetzbar. Ein jeweiliger Verbindungsstift 16, 18 durchsetzt hierbei die Leiterplatten 8 bzw. 10, womit er in einer Richtung weg vom Lampengefäß 2 in einen Innenraum der jeweiligen Endhülse 12 bzw. 14 einkragt.
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Mittig auf einer jeweiligen Leiterplatte 8 und 10 ist jeweils eine LED 28 bzw. 30 angeordnet, die aufeinander zuweisen und in das Lampengefäß 2 eingetaucht sind. Des Weiteren sind elektronische Bauteile 32 auf einer oder beiden Seiten einer jeweiligen Leiterplatte 8 und 10 angeordnet.
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Das Lampengefäß 2 weist an seinen Gefäßenden 4, 6 jeweils eine radiale, äußere Zurückstufung 34 bzw. 36 auf, womit jeweils eine Stufe ausgebildet ist. Das Lampengefäß 2 hat dann an seinen Gefäßenden 4 und 6 jeweils eine äußere und innere Ringstirnfläche 38, 40. An einer jeweiligen inneren Ringstirnfläche 40 liegt die jeweilige Leiterplatte 8, 10 mit ihrer zum Lampengefäß 2 weisenden Seite an.
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Die büchsenförmigen Endhülsen 12, 14 haben jeweils einen lampengefäßseitigen Abschnitt 42 und einen sich daran anschließenden Abschnitt 44. Der lampengefäßseitige Abschnitt 42 weist hierbei einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 44 auf, womit eine Stufe gebildet ist, die eine innere hin zum Lampengefäß 2 weisende Ringfläche 46 hat. An dieser kann dann eine jeweilige Leiterplatte 8 bzw. 10 zumindest abschnittsweise anliegen.
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Zum elektrischen Kontaktieren der Endhülsen 12 und 14 mit der jeweiligen Leiterplatte 8 bzw. 10 und zum mechanischen Haltern der Endhülsen 12 und 14 an der jeweiligen Leiterplatte 8 bzw. 10 werden nach der Montage der Endhülsen 12 und 14, radial um den Abschnitt 42 vier spitze Verpressungen oder Einpressungen, was als "Hitpoint-Prozess" bezeichnet wird, eingepresst. Somit sind die Leiterplatten 8, 10 über die Verbindungsstifte 16, 18 an dem Lampengefäß 2 gehaltert und die Endhülsen 12, 14 sind über die Einpressungen wiederum an den Leiterplatten 8, 10 gehaltert.
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Gemäß 2 ist die Soffittenlampe 1 dargestellt, bei der im Unterschied zur 1 die Verbindungsstifte 16, 18 von dem Lampengefäß 2 abschnittsweise umspritzt sind. Das Lampengefäß 2 weist hierfür für einen jeweiligen Verbindungsstift 16, 18 einen sich axial erstreckenden Steg 52 auf, der nach innen des Lampengefäßes 2 einkragt. Ein jeweiliger Steg 52 wird dann vollständig von dem jeweiligen Verbindungsstift 16, 18 axial durchsetzt, womit ein jeweiliger Verbindungsstift 16, 18 mit seinen Endabschnitten 20 aus dem jeweiligen Steg 52 auskragt. Die Stege 52 sind dabei derart ausgestaltet, dass sie radial von den LEDs 28 und 30 beabstandet sind.
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Gemäß 3 sind drei Verbindungsstifte 16, 18 und 54 erkennbar.
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In 4 ist ersichtlich, dass die Endhülsen 12, 14 bündig oder mit einem gewollten Spalt, einer sog. Schattenfuge, mit dem Lampengefäß 2 verbunden sind.
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Offenbart ist eine Soffittenlampe mit einem hülsenförmigen Lampengefäß, bei dem endseitig jeweils eine Leiterplatte mit einer Lichtquelle vorgesehen ist. Um die Leiterplatten miteinander elektrisch und/oder mechanisch zu Verbinden sind zwischen den Leiterplatten Verbindungselemente vorgesehen, die in die Leiterplatten eingepresst sind. Bei den Verbindungselementen kann es sich um Einzelpins handeln, die dann über eine Press-Fit-Verbindung mit den Leiterplatten verbunden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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