DE102016114643A1

DE102016114643A1 - Leuchtvorrichtung mit linse

Info

Publication number: DE102016114643A1
Application number: DE102016114643.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Klafta; Marcel Vuc; Josef Medl
Original assignee: Ledvance GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2018-02-08
Also published as: US11054089B2; US20180038557A1; CN107701931A

Abstract

Eine Leuchtvorrichtung (insbesondere eine MR-16- oder eine PAR-16-Lampe) weist ein Gehäuse und eine Linse auf. Ein Lichtmodul ausweisend eine Lichtquelle und einen Treiber ist an der Linse befestigt. Die Linse ist mit dem Gehäuse durch eine Schnappverbindung oder durch einen (beispielsweise thermisch) umgeformten Randabschnitt verbunden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, insbesondere eine Retrofit-Leuchtvorrichtung mit einem Gehäuse und einer Linse, durch die das von einem Lichtmodul im Inneren des Gehäuses erzeugte Licht aus der Leuchtvorrichtung austreten kann. Die Erfindung betrifft insbesondere die mechanische Verbindung zwischen Lichtmodul, Linse und Gehäuse. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf LED-Retrofitlampen zum Ersatz von Halogen-Reflektorlampen, insbesondere von MR16- und PAR16-Lampen.
Stand der Technik
Eine LED-Reflektorlampe wird bisher in mehreren Arbeitsschritten aus mehreren Bauteilen aufwendig in einer Fertigungslinie oder manuell zusammengebaut. Dabei wird zunächst ein elektronischer Treiber in ein den Reflektor aufweisendes Gehäuse eingesetzt. Danach wird eine LED-Einheit ggf. mit einem Kühlkörper eingesetzt und mit dem Treiber verbunden. Anschließend wird eine Linse eingesetzt und mit einem Linsenhalter fixiert.
Die Befestigung der einzelnen Komponenten kann durch Kleber, Schrauben, Schnapper usw. erfolgen. Hierfür müssen im Gehäuse entsprechende Befestigungsflächen, Hinterschnitte oder Ähnliches vorgesehen sein. Üblicherweise wird für jeden Befestigungsschritt in einer automatischen Linie eine spezielle Maschine vorhanden sein. Gerade beim Kleben muss für die Aushärtung des Klebers immer eine entsprechende Wartezeit vorgesehen werden. Dies verringert den Durchsatz einer Produktionslinie.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Art der Befestigung der Komponenten einer Leuchtvorrichtung bereitzustellen.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch eine Leuchtvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtverrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Eine Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse auf, in dessem Inneren ein Lichtmodul angeordnet ist. Das vom Lichtmodul erzeugte Licht kann durch eine Lichtaustrittsöffnung aus dem Gehäuse austreten. Die Lichtaustrittsöffnung ist zumindest teilweise von einer Linse bedeckt, die neben dem Schutz der im Inneren der Leuchtvorrichtung angeordneten Komponenten insbesondere der Formung des austretenden Lichtprofils dient. Die Linse kann vollständig transparent ausgeführt sein, sie kann aber auch Abschnitte aufweisen, die nur teiltransparent oder sogar undurchsichtig sind. Derartige Abschnitte können beispielsweise als Dekorationselemente dienen. In einer Ausführungsform ist insbesondere der Rand der Linse undurchsichtig.
Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem die elektronischen Komponenten, d. h. insbesondere das Lichtmodul, zunächst im Gehäuse befestigt werden, das Gehäuse anschließend mit der Linse verschlossen wird, ist bei einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung das Lichtmodul mit der Linse verbunden, beispielsweise durch eine Schnappverbindung, durch Kleben, verschrauben, Laserschweißen, Heißverstemmen oder durch andere bekannte Befestigungsverfahren. Die Linse wiederum ist mit dem Gehäuse verbunden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Hierdurch ist eine einfache Montage des Lichtmoduls an der Linse möglich. Die Einheit aus Lichtmodul und Linse kann dann einfach in das Gehäuse eingeführt werden und die Linse mit dem Gehäuse verbunden werden.
Dadurch, dass die einzelnen Komponenten der Leuchtvorrichtung nicht mehr jeweils einzeln in das Gehäuse eingebaut werden müssen, verringert sich der Aufwand für die Montage der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung. Auch vereinfacht sich die Herstellung der einzelnen Bauteile, da Toleranzen gröber ausgeführt werden können und da keine Hinterschnitte, Auflageflächen, usw. im Inneren des Gehäuses für die Befestigung einzelner Komponenten vorgesehen werden müssen.
Die Verbindung zwischen Linse und Gehäuse kann erfindungsgemäß mittels einer Rastverbindung oder durch Umformen zumindest eines Linsenabschnittes erfolgen.
Die vorliegende Erfindung erlaubt es somit, auf das Verkleben der Linse mit dem Gehäuse zu verzichten. Dadurch reduziert sich die Fertigungszeit für eine Leuchtvorrichtung, da kein Warten auf das Aushärten eines verwendeten Klebers erforderlich ist.
Wenn die Linse über eine Rastverbindung mit dem Gehäuse verbunden wird, können sowohl die Linse als auch das Gehäuse entsprechende Rastelemente aufweisen (zum Beispiel Rastnasen, Hinterschnitte, usw.). Beim Zusammenbauen von Linse und Gehäuse rasten diese miteinander ein und stellen so die Befestigung der Linse am Gehäuse sicher.
Wenn die Verbindung über einen umgeformten Linsenabschnitt erfolgt, wird hierzu bevorzugterweise mindestens ein Randabschnitt der Linse so umgeformt, dass er mit entsprechenden Abschnitten des Gehäuses in Eingriff gelangt und dadurch die Linse mit dem Gehäuse verbindet.
Bevorzugterweise erfolgt die Umformung des Linsenabschnittes durch ein thermisches Verfahren, d. h. der Linsenabschnitt wird auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Material des Linsenabschnittes plastisch verformbar wird. Anschließend wird der Linsenabschnitt so umgeformt, dass er die Verbindung zum Gehäuse herstellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchtvorrichtung eine Verdrehsicherung auf, die ein Verdrehen der Linse relativ zum Gehäuse verhindert. Die Verdrehsicherung kann unabhängig von der Befestigung der Linse am Gehäuse ausgebildet sein. Sie kann beispielsweise durch entsprechende Strukturen an Linse und Gehäuse realisiert sein. Die Verdrehsicherung kann aber auch in die Befestigung der Linse am Gehäuse integriert sein.
Beispielsweise kann bei einer Rastverbindung die Wechselwirkung zwischen einer oder mehrerer Rastnasen an der Linse und den entsprechenden Rastelementen am Gehäuse eine Verdrehung der Linse relativ zum Gehäuse verhindern. Bei einer Verbindung durch Umformen des Linsenrandes kann eine Verdrehsicherung dadurch realisiert werden, dass die Gehäusewand beispielsweise Vorsprünge aufweist, die in den umgeformten Linsenrand eingreifen und so eine Verdrehung der Linse relativ zum Gehäuse verhindern.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung eine Halbleiterlichtquelle, beispielsweise eine oder mehrere LEDs. Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung kann somit als sogenannte Retrofit-Lampe zum Einsatz kommen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Lichtmodul einen elektronischen Treiber für die Halbleiterlichtquelle auf. Dieser kann dann bei der Montage des an der Linse befestigten Lichtmoduls zusammen mit der Lichtquelle in das Gehäuse eingeführt und mit diesem verbunden werden. Die elektrischen Anschlüsse des Treibers können am der Lichtaustrittöffnung gegenüberliegenden Ende des Gehäuses durch Öffnungen aus dem Gehäuse herausragen und dort beispielsweise mit entsprechenden Kontaktstiften verbunden werden (z. B. durch Crimpen). Dies ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 203 405 gezeigt, deren Offenbarung durch Bezugnahme vollständig hierin aufgenommen ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Leuchtvorrichtung eine MR16- oder eine PAR16-Lampe, insbesondere eine MR16- oder eine PAR16-Retrofitlampe.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde. Erfindungsgemäß wird in einem ersten Schritt das Lichtmodul mit der Linse verbunden (beispielsweise durch eine Schnappverbindung) und dann in einem zweiten Schritt die Linse mit dem Gehäuse verbunden.
Das Verbinden der Linse mit dem Gehäuse kann durch Einrasten von einem oder mehreren Rastelementen der Linse mit einem oder mehreren entsprechenden Rastelementen des Gehäuses erfolgen. Als Rastelemente können beispielsweise Rastnasen und entsprechende Hinterschnitte zum Einsatz kommen.
Das Verbinden der Linse mit dem Gehäuse kann auch durch Umformen mindestens eines Linsenabschnitts erfolgen. Der Linsenabschnitt kann insbesondere thermisch umgeformt werden. Durch das Umformen des Linsenabschnitts (vorzugsweise eines Randabschnitts der Linse) wird der Linsenabschnitt mit einem entsprechenden Gehäuseabschnitt formschlüssig verbunden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung;
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linse der ersten Ausführungsform;
3 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung vor dem Vorgang des Umformens;
4 zeigt einen Ausschnitt entsprechend 3 nach dem Vorgang des Umformens;
5 zeigt eine perspektivische Darstellung der zweiten Ausführungsform während des Vorgangs des Umformens.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen LED-MR16-Retrofitlampe 1. Die Retrofitlampe 1 weist ein Gehäuse 2 auf, dessen Lichtaustrittsöffnung mit einer transparenten Linse 3 verschlossen ist. Die Linse 3 ist mit Strukturen 4a, 4b versehen, die der Bildung einer gleichmäßigen Lichtverteilung außerhalb des Gehäuses dienen. Am Linsenrand sind mehrere Schnappelemente 5 vorgesehen. Beim Aufstecken der Linse 3 auf das Gehäuse 2 schnappen die Schnappelemente 5 hinter einen Vorsprung 6 am Rand des Gehäuses 2. Dadurch wird die Linse 3 mit dem Gehäuse 2 verbunden.
Der Vorsprung 6 kann um den gesamten Rand des Gehäuses 2, der die Lichtaustrittöffnung umgibt, vorgesehen sein. Dann muss bei der Montage der Linse 3 am Gehäuse 2 keine besondere Ausrichtung zwischen diesen beiden Elementen eingehalten werden. Der Vorsprung kann aber auch nur an den Stellen, die den Schnappelementen 5 entsprechen, vorgesehen sein.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der in 1 dargestellten Linse 3. Aus dieser Abbildung sind die Befestigungselemente zum Befestigen des Lichtmoduls an der Linse zu erkennen. Das Lichtmodul kann auf Haltestäbe 8a aufgesteckt werden, die eine Verdrehung des Lichtmoduls zur Linse 3 verhindern, und mittels Rastelementen 8b mit der Linse 3 verbunden werden. Neben den Rastelementen 8b weist die Linse 3 radial nach außen verlaufende Verdickungen 7 auf, die transparent ausgeführt sein können. Diese Verdickungen 7 dienen dazu, die bei der Montage des Lichtmoduls an der Linse 3 auftretenden Kräfte aufzunehmen.
Die in 2 dargestellte Linse 3 weist sechs Schnappelemente 5 auf. Ebenso ist vorstellbar, dass eine Linse 3 mit drei, vier, fünf oder noch mehr Schnappelementen 5 versehen ist. Der Randbereich 9 der Linse 3 zwischen den einzelnen Schnappelementen 5 ist in der dargestellten Ausführungsform um 90° umgebogen.
3 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen LED-MR16-Retrofitlampe 1 vor dem Vorgang des Umformens. Die Retrofitlampe 1 weist ein Gehäuse 2 auf, dessen Lichtaustrittsöffnung mit einer transparenten Linse 3 verschlossen ist. Die Linse 3 kann entsprechend der vorherigen Ausführungsform mit Strukturen versehen sein, die der Bildung einer gleichmäßigen Lichtverteilung außerhalb des Gehäuses dienen.
In der in 3 gezeigten Darstellung ist zu sehen, wie die Linse 3 der Leuchtvorrichtung 1 auf das Gehäuse 2 aufgesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt besteht noch keine feste Verbindung zwischen dem Gehäuse 2 und der Linse 3. Der Rand der Linse 3 ist als Kragen 10 ausgebildet, der um 90° abgewinkelt ist. Dadurch entsteht ein „Kanal” zwischen dem Kragen 10 und dem Innenteil 14 der Linse. Mit diesem Kanal wird die Linse 3 auf dem Rand des Gehäuses 2 angeordnet.
Der Rand des Gehäuses 2 ist mit einem umlaufenden Vorsprung 6 in Form eines Flansches versehen. Wie in 4 dargestellt ist, untergreift der Kragen 10 am Rand der Linse 3 im umgeformten Zustand diesen Vorsprung 6. Dadurch entsteht eine feste Verbindung zwischen der Linse 3 und dem Gehäuse 2.
Die Umformung des Randes erfolgt durch Erwärmen des Kragens 10 mittels eines Umformers 11 (beispielsweise aus Metall). Durch das Erwärmen wird das Material des Kragens 10 auf eine Temperatur gebracht, die es erlaubt, den Kragen 10 plastisch zu verformen. Die Verformung des Kragens 10 kann im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Erwärmen durch den Umformer 11 erfolgen, der ein inneres Profil 13 aufweist, das der Form des umgeformten Randes entspricht. Wenn der aufgeheizte Umformer 11 gegen den Rand der Linse 3 gedrückt wird, wird das Material der Linse 3 im Kontaktbereich zunächst erwärmt und bei fortgesetztem Druck in die gewünschte Form gebracht.
Nachdem die Umformung abgeschlossen ist, wird der Umformer 11 wieder von Band der Linse 3 entfernt. Das erwärmte Linsenmaterial kann wieder abkühlen und der Linsenrand erstarrt in der umgeformten Konfiguration, in der der Rand, d. h. der umgeformte Kragen 10, den Vorsprung 6 am Gehäuse 2 umfasst.
Wie aus 5 ersichtlich ist, kann das Umformen des Linsenrandes an einer oder an mehreren Stellen des Randes erfolgen. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass der vollständige Rand der Linse 3 umgeformt wird. 5 zeigt drei Umformer 11 die jeweils einen Bereich von etwa 100° abdecken. Genauso gut können auch nur zwei Umformer 11 (beispielsweise an gegenüberliegenden Stellen des Randes) oder auch vier oder mehr Umformer 11 zum Einsatz kommen. Der von jedem Umformer 11 abgedeckte Winkelbereich muss dabei ggf. entsprechend angepasst werden. Bei drei Umformern 11 kann jeder Umformer 11 auch einen Bereich zwischen etwa 90° und etwa 110° abdecken, ebenso kann jeder Umformer 11 nur einen Bereich von etwa 10° bis etwa 20° abdecken.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Allgemein kann unter ”ein”, ”eine” usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von ”mindestens ein” oder ”ein oder mehrere” usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z. B. durch den Ausdruck ”genau ein” usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Merkmale verschiedener Ausführungsformen können untereinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll ist.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtvorrichtung
2: Gehäuse
3: Linse
4a, 4b: Linsenstrukturen
5: Schnappelement
6: Vorsprung
7: Verdickung
8a, 8b: Befestigungselemente
9: Randbereich der Linse
10: Kragen
11: Umformer
13: inneres Profil des Umformers
14: Innenteil des Linse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016203405 [0018]

Claims

Leuchtvorrichtung aufweisend ein Gehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung, einer Linse, die die Lichtaustrittsöffnung zumindest teilweise bedeckt und ein Lichtmodul innerhalb des Gehäuses mit mindestens einer Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul mit der Linse verbunden ist und dass die Linse mit dem Gehäuse verbunden ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Linse mit dem Gehäuse mittels einer Rastverbindung verbunden ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Linse mit dem Gehäuse durch mindestens einen umgeformten Linsenabschnitt verbunden ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der umgeformte Linsenabschnitt ein thermisch umgeformter Randabschnitt der Linse ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Gehäuse einen Randabschnitt aufweist, der in den umgeformten Linsenabschnitt eingreift.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiter aufweisend eine Verdrehsicherung, die ein Verdrehen der Linse relativ zum Gehäuse verhindert.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Lichtquelle eine Halbleiterlichtquelle ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Lichtmodul einen Treiber für die Halbleiterlichtquelle aufweist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung eine MR16- oder eine PAR16-Lampe, insbesondere eine MR16- oder eine PAR16-Retrofitlampe ist.
Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung aufweisend ein Gehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung, einer Linse, die die Lichtaustrittsöffnung zumindest teilweise bedeckt und ein Lichtmodul innerhalb des Gehäuses mit mindestens einer Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das Lichtmodul mit der Linse verbunden wird und in einem zweiten Schritt die Linse mit dem Gehäuse verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verbinden der Linse mit dem Gehäuse durch Einrasten von einem oder mehreren Rastelementen der Linse mit einem oder mehreren entsprechenden Rastelementen des Gehäuses erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verbinden der Linse mit dem Gehäuse durch Umformen mindestens eines Linsenabschnitts erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Umformen ein thermisches Umformen mindestens eines Randabschnitts der Linse ist.