DE102016207140A1

DE102016207140A1 - LED-Linse mit integrierter Verbindungstechnik

Info

Publication number: DE102016207140A1
Application number: DE102016207140.8A
Authority: DE
Inventors: Peter Kusterle; Karl Köberl; Franz Janisch-Lang
Original assignee: Tridonic Jennersdorf GmbH
Current assignee: Tridonic Jennersdorf GmbH
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-11-03
Also published as: DE202015103290U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Linsenelement umfassend einen Grundkörper aufweisend wenigstens eine integral geformte Linse (102a) und wenigstens ein elektrisches Kontaktelement (103), welches in den Grundkörper integriert ist, und welches von einer inneren Aussparung (102b) des Grundkörpers nach außen führt; wobei das innerhalb der inneren Aussparung (102b) des Grundkörpers liegende Ende (104) des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements (103) einen integralen oder ansteckbaren Federkontakt aufweist. Ferner wird eine Leuchtvorrichtung und ein Beleuchtungsgerät aufweisend ein solches Linsenelement offenbart.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Linse, welche insbesondere für den LED-Außenbereich, wie beispielsweise Straßenleuchten, eingesetzt wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Linsenelement mit integrierter Verbindungstechnik, eine Leuchtvorrichtung aufweisend ein solches Linsenelement sowie ein Beleuchtungsgerät.
Hintergrund und Aufgabe der Erfindung
Aus dem Stand der Technik sind bereits LED-Außenbereichs- bzw. sogenannte LED Outdoor-Lösungen bekannt, welche eine gewünschte Abstrahlcharakteristik bieten und mit SMD-Bauteilen bestückt sind.
Die WO 2012/022760 A1 zeigt ein gehäustes LED-Modul aufweisend ein Modul mit wenigstens einer darauf angeordneten LED, und ein einteiliges Gehäuse mit einer Aufnahme für das Modul, einem im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich, welcher das Abstrahlen von Licht der LED nach außen ermöglicht, einer Öffnung und Vergießblockiermittel. Das Gehäuse ist derart ausgebildet, dass eine Vergussmasse über die Öffnung in das mit dem Modul bestückte Gehäuse eingebracht ist. Die eingebrachte Vergussmasse bildet einen Vergusskörper, der das Gehäuse, aufgrund der Vergießblockiermittel ausgenommen ein Bereich zwischen LED und den im Wesentlichen optisch durchlässigen Bereich, vollständig ausfüllt und der das Gehäuse, das Modul sowie mit dem Modul verbindbare Anschlusskabel in nach außen abdichtender Weise verbindet.
Gemäß dem Stand der Technik wird ein IP-Schutz (Staub- und Wasserschutz gemäß dem International Protection Standard) des LED-Moduls hauptsächlich durch ein Leuchtengehäuse realisiert. Dies hat mehrere Nachteile, wie zum Beispiel hohe Produktionskosten und Effizienzeinbußen durch die Abdeckung.
Insbesondere ist eine elektrische Verbindung des LED-Moduls zu einem Gehäuseaußenbereich aufwendig, da eine Vergussmasse in das Gehäuse eingebracht werden muss, um das LED-Modul und nach außen führende Anschlusskabel in nach außen abdichtender Weise zu verbinden.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten IP-Schutz für LED-Module bereitzustellen. Insbesondere zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein LED-Modul mit wenigstens einem LED-Chip, vorzugsweise ein Chip-on-Board-Modul oder SMD-Modul, mit einem Linsenelement auf einem Kühlkörper zu fixieren, um eine gewünschte Abstrahlcharakteristik und einen Lichtstrom im Bereich von mehreren tausend Lumen zu erzielen und gleichzeitig einen Staub- und Wasserschutz insbesondere nach IP67 gemäß dem IP-Standard zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Beschreibung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist also ein Linsenelement vorgesehen, das einen Grundkörper aufweisend wenigstens eine integral geformte Linse und wenigstens ein elektrisches Kontaktelement umfasst, wobei das wenigstens eine elektrische Kontaktelement in den Grundkörper integriert ist und von einer inneren Aussparung des Grundkörpers nach außen führt, und wobei das innerhalb der inneren Aussparung des Grundkörpers liegende Ende des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements einen integralen oder ansteckbaren Federkontakt aufweist.
Somit stellt die Erfindung ein integriertes Linsenelement bereit, das wenigstens einen integralen elektrischen Anschluss bzw. elektrisches Kontaktelement aufweist, wobei dieser wenigstens eine elektrische Anschluss derart geformt ist, dass er von einer inneren Aussparung des Linsenelements nach außen führt. Dies hat den Vorteil, dass das Linsenelement eine elektrische Verbindung zu einem LED-Modul, insbesondere einem Chip-on-Board-Modul oder SMD-Modul, aufweisend wenigstens ein LED-Chip bereitstellen kann und gleichzeitig das LED-Modul gegen Fremdkörper, wie z.B. Staub, und Wasser gemäß dem IP-Standard, wie z.B. dem IP67-Standard, schützen kann. Denn das LED-Modul kann in der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements bzw. in der inneren Aussparung des Linsenelements positioniert werden, so dass es durch das wenigstens eine in dem Linsenelement integrierte elektrische Kontaktelement (elektrischer Anschluss) elektrisch kontaktiert bzw. angebunden wird und gleichzeitig durch das Linsenelement vor Staub und Wasser geschützt wird.
Ferner kann gemäß der Erfindung das wenigstens eine elektrische Kontaktelement in dem Grundkörper des Linsenelements vergossen sein.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Linsenelements ist, dass keine aufwendige elektrische Verbindung eines in der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements positionierten LED-Moduls zum Linsenelementaußenbereich notwendig ist. Denn gemäß dem Stand der Technik, bei dem das Linsenelement (Gehäuse) keine integrierten bzw. vergossenen elektrischen Kontaktelemente aufweist, wird meistens für eine Verbindung vom Inneren des Linsenelements zum Linsenelementaußenbereich in den Grundkörper des Linsenelements gebohrt, sodass Bohrlöcher in dem Grundkörper vorhanden sind. Auf Grund dieser Bohrungen wird der IP-Schutz innerhalb der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements reduziert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind keine Bohrungen in den Grundkörper des Linsenelements für elektrische Verbindungen von dem Inneren des Linsenelements bzw. der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements zum Linsenelementaußenbereich notwendig, da das wenigstens eine in dem Grundkörper des Linsenelements integrierte bzw. vergossene elektrische Kontaktelement eine solche elektrische Verbindung bereits bereitstellen.
Wie oben beschrieben, weist gemäß der Erfindung das innerhalb der inneren Aussparung des Grundkörpers liegende Ende des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements einen integralen oder ansteckbaren Federkontakt auf.
In einem verbauten Zustand, in dem ein LED-Modul, wie z.B. ein Chip-on-Board-Modul, zwischen einem Trägersubstrat und einem erfindungsgemäßen Linsenelement angeordnet ist, drückt dieser Federkontakt des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements des Linsenelements auf einen entsprechenden elektrischen Kontakt des LED-Moduls. Dabei wird nicht nur eine elektrische Verbindung zwischen dem Federkontakt des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements des Linsenelements und dem entsprechenden elektrischen Kontakt des LED-Moduls hergestellt, sondern das LED-Modul wird durch den Federkontakt des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements auch auf das Trägersubstrat gedrückt. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch ein Wärmeaustausch zwischen dem LED-Modul und dem Trägersubstrat verbessert wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, kann das Linsenelement zwei elektrische Kontaktelemente umfassen. Diese zwei elektrischen Kontaktelemente sind gemäß dem oben beschriebenen wenigstens einen elektrischen Kontaktelement ausgebildet.
Ferner kann gemäß der Erfindung die integral geformte Linse des Grundkörpers wenigstens einen Konkavlinsenabschnitt und/oder einen Konvexlinsenabschnitt umfassen. Das bedeutet, dass das Linsenelement der vorliegenden Erfindung verschiedenartige Linsenabschnitte aufweisen kann und somit verschiedene Abstrahlcharakteristiken bereitstellen kann.
Ferner kann gemäß der Erfindung der Grundkörper aus einem elastischen oder festen Material bestehen, wobei dieses Material vorzugsweise Silikon, PMMA, PC oder Glas ist.
Des Weiteren kann gemäß der Erfindung der Grundkörper des Linsenelements integral ausgebildet sein. Das bedeutet, dass der Grundkörper aus einem Stück gefertigt sein kann und somit einen guten Schutz gegen Staub und Wasser gemäß dem IP-Standard bieten kann.
Ferner kann gemäß der Erfindung das Linsenelement wenigstens ein Positioniermittel, vorzugsweise eine Positioniernase, aufweisen, das in die innere Aussparung des Linsenelements bzw. in die innere Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements hineinragt. Dies ist vorteilhaft, da das Linsenelement somit nicht nur mittels des wenigstens einen integrierten elektrischen Kontaktelements sondern auch mittels des Positioniermittels ein LED-Modul auf einem Trägersubstrat positionieren kann.
Die vorstehend genannten optionalen Merkmale können gemäß der Erfindung beliebig kombiniert werden, um das erfindungsgemäße Linsenelement zu ergeben.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Leuchtvorrichtung vorgesehen, die ein Linsenelement gemäß der Erfindung, ein Trägersubstrat, auf welchem das Linsenelement angeordnet ist, und wenigstens ein LED-Modul, vorzugsweise ein Chip-on-Board-Modul (COB-Modulen) oder SMD-Modul, mit wenigstens einem LED-Chip aufweist, wobei das LED-Modul derart zwischen dem Trägersubstrat und dem Linsenelement positioniert ist, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem wenigstens einen elektrischen Kontaktelement des Linsenelements und dem LED-Modul besteht.
Somit wird durch die Erfindung eine Leuchtvorrichtung bereitgestellt, bei der ein LED-Modul durch das erfindungsgemäße Linsenelement sowohl elektrisch kontaktiert wird wie auch gegen Staub und Wasser gemäß dem IP-Standard, wie z.B. IP67-Standard, geschützt wird. Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung ist ferner vorteilhaft, da ein automatische Fertigung und Bestückung der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung durch beispielsweise Bestückungsautomaten möglich ist und somit die Prozesskosten gesenkt werden können. Ferner sind gemäße der Erfindung flexible, modulare Designs mit Chip-on-Board-Modulen (1 × 1, 1 × 2, 3 × 3, ...) möglich. Eine Chip-on-Board-Lösung bei Leuchtvorrichtungen weist eine sehr gute Preis-Performance auf und ermöglicht somit eine Kostenersparnis. Zudem haben Chip-on-Board-Module eine höhere Zuverlässigkeit bezüglich Thermomanagement und Temperaturzyklen als vergleichbare Lösungen, da keine Lötstellen vorhanden sind. Ferner sind die Materialkosten für das Leuchtengehäuse in Form des erfindungsgemäßen Linsenelements durch kleinere COB-Module und der IP-geschützten Modullösung aus COB-Modul und dem erfindungsgemäßen Linsenelements gering.
Ferner kann in der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung das LED-Modul durch das wenigstens eine elektrische Kontaktelement des erfindungsgemäßen Linsenelements auf das Trägersubstrat gedrückt werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Wärmeaustausch zwischen dem LED-Modul und dem Trägersubstrat optimiert ist.
Des Weiteren kann erfindungsgemäß das LED-Modul durch die innere Aussparung des Linsenelements auf dem Trägersubstrat positioniert werden. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Positioniermittel zum Positionieren des LED-Moduls auf dem Trägersubstrat benötigt werden, was die Produktion der Leuchtvorrichtung vereinfacht und kostengünstiger gestaltet. Ferner stellt die innere Aussparung des Linsenelements sicher, dass das LED-Modul verkippsicher bzw. verdrehsicher auf dem Trägersubstrat angeordnet ist, sodass die Abstrahlrichtung des wenigstens einen LED-Chips auf dem LED-Modul konstant gehalten wird.
Optional kann in der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung das Linsenelement wenigstens ein Positioniermittel, vorzugsweise eine Positioniernase, aufweisen, das in die innere Aussparung der Linsenelement hineinragt und somit kann das LED-Modul durch das Positioniermittel des Linsenelements auf dem Trägersubstrat positioniert werden.
Ferner kann das LED-Modul wenigstens eine elektrische Kontaktstelle, vorzugsweise wenigstens ein Elektropad, aufweisen, sodass auf Grund der Positionierung des LED-Moduls zwischen dem Trägersubstrat und dem Linsenelement eine elektrische Verbindung zwischen dem wenigstens einen elektrischen Kotaktelement des Linsenelements und der wenigstens einen Kontaktstelle des LED-Moduls besteht.
In der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung kann das Linsenelement mittels einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit dem Trägersubstrat verbunden werden. Dies ist vorteilhaft, da somit unterschiedlichste Verbindungstechniken in der Produktion der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung verwendet werden können.
Gemäß der Erfindung kann eine formschlüssige Verbindung eine Klipsverbindung bzw. Schnappverbindung darstellen, eine kraftschlüssige Verbindung kann eine Schraubverbindung darstellen und eine stoffschlüssige Verbindung kann eine Klebeverbindung darstellen.
In der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung kann das LED-Modul durch die Verbindung und das wenigstens eine elektrischen Kontaktelement des Linsenelements auf das Trägersubstrat gedrückt werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Wärmeaustausch zwischen dem LED-Modul und dem Trägersubstrat optimiert ist.
Ferner kann die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung eine Dichtungsplatte, vorzugsweise eine Dichtungsmatte, aufweisen, wobei die Dichtungsplatte zwischen dem Linsenelement und dem Trägersubstrat angeordnet sein kann.
Des Weiteren kann gemäß der Erfindung die Dichtungsplatte eine Öffnung aufweisen und derart angeordnet sein, dass das LED-Modul von der Dichtungsplatte umgeben ist und sich vorzugsweise das LED-Modul innerhalb der Öffnung der Dichtungsplatte befindet.
Die Dichtungsplatte bzw. Dichtungsmatte bietet einen zusätzlichen Schutz des LED-Moduls gegen Staub und Wasser. Daher kann durch die Dichtungsplatte der IP-Schutz des LED-Moduls verbessert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Trägersubstrat einen Kühlkörper darstellen. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch das auf dem Trägersubstrat positionierte LED-Modul gekühlt wird und somit die Betriebseffizienz sowie die Lebensdauer des LED-Moduls erhöht werden kann.
Ferner kann in der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung das Linsenelement wenigstens eine Sekundärlinse für das LED-Modul bereitstellen.
Die vorstehend genannten optionalen Merkmale können gemäß der Erfindung beliebig kombiniert werden, um die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung zu ergeben.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Beleuchtungsgerät vorgesehen, das wenigstens eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung aufweist.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr Bezug nehmend auf die Figuren der begleitenden Zeichnung näher erläutert werden.
1 zeigt dabei eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Linsenelements sowie die anderen Komponenten einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung.
2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Linsenelements verbaut in einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung.
3 zeigt eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Linsenelement verbaut in einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung.
Detaillierte Figurenbeschreibung
1 zeigt die verschiedenen Komponenten der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 101. Eine dieser Komponenten ist das erfindungsgemäße Linsenelement 102.
Wie in 1 ersichtlich weist das erfindungsgemäße Linsenelement 102 einen Grundkörper mit wenigstens einer integral geformten Linse 102a auf. Der Grundkörper weist ferner eine innere Aussparung 102b auf. Die innere Aussparung 102b bzw. der Hohlraum des Grundkörpers des Linsenelements 102 kann zum Beispiel kalottenförmig ausgebildet sein, aber auch jede andere Form aufweisen. Insbesondere kann die Form der inneren Aussparung 102b des Grundkörpers des Linsenelements 102 durch die Form der einen oder mehreren integral geformten Linsen 102a des Grundkörpers vorgegeben sein. Die innere Aussparung 102b kann aber auch eine von der Form der einen oder mehreren integral geformten Linsen 102a des Grundkörpers unabhängige bzw. verschiedene Form aufweisen. Zum Beispiel kann die Form der inneren Aussparung 102b des Grundkörpers des Linsenelements 102 auf das LED-Modul 105 angepasst sein. Unabhängig von der genauen Form der inneren Aussparung 102b des Grundkörpers des Linsenelements 102 kann das LED-Modul 105 durch die innere Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements 102 verkippsicher bzw. verdrehsicher auf dem Trägersubstrat 108 positioniert bzw. angeordnet werden.
Das erfindungsgemäße Linsenelement 102 kann wenigstens einen Konkavlinsenabschnitt und/oder einen Konvexlinsenabschnitt 102a aufweisen. Das Linsenelement 102 kann aber auch weitere für den Fachmann bekannte optische Elemente aufweisen. Der Grundkörper des Linsenelements 102 besteht vorzugsweise aus elastischem oder festem Material, wie zum Beispiel Silikon, PMMA, PC oder Glas. Andere für den Fachmann bekannte optische Materialien sind aber auch möglich.
Wie in 1 gezeigt wird, sind in dem Grundkörper des Linsenelements 102 zwei elektrische Kontaktelemente 103 integriert, die von der inneren Aussparung des Linsenelements nach außen, d.h. zu einem Außenbereich des Linsenelements 102, führen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann aber auch nur ein Kontaktelement 103 in dem Grundkörper integriert sein oder es können auch mehr als zwei Kontaktelemente 103 in dem Grundkörper des Linsenelements 102 integriert sein. Für die weitere Beschreibung wird ein Linsenelement 102 mit zwei integrierten elektrischen Kontaktelementen 103 verwendet. Die elektrischen Kontaktelemente 103 können in dem Grundkörper vergossen sein. Andere dem Fachmann bekannte Integrationstechniken von elektrischen Kontaktelementen 103 in optischen Materialen, wie sie für den Grundkörper des erfindungsgemäßen Linsenelements 102 verwendet werden können, sind auch möglich.
Die innenliegenden Enden 104 der elektrischen Kontaktelemente 103 weisen Federkontakte auf, wobei die Federkontakte entweder mit dem elektrischen Kontaktelement 103 integriert sind oder an die elektrische Kontaktelement 103 ansteckbar sind. Die innenliegenden Enden 104 der elektrischen Kontaktelemente 103 sind die Enden der elektrischen Kontaktelemente 103 die innerhalb der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements 102 liegen. Dies kann auch ein Ende 104 eines elektrischen Kontaktelements 103 umfassen, das an einem Grenzbereich der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements 102 liegt. Ferner kann mit dem Begriff „innenliegendes Ende“ auch das Ende 104 eines elektrischen Kontaktelements 103 gemeint sein, das im nicht verbauten Zustand aus der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements 102 herausragt, d.h. sich im nicht verbauten Zustand nicht innerhalb der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements 102 befindet, aber das im verbauten Zustand sich innerhalb der inneren Aussparung des Grundkörpers des Linsenelements 102 befindet. Unter verbauten Zustand versteht man den Zustand, wenn das Linsenelement 102 so auf einem Trägersubstrat 108 positioniert bzw. angeordnet ist, dass es ein zwischen dem Trägersubstrat 108 und dem Linsenelement 102 befindliches bzw. angeordnetes LED-Modul 105 elektrisch kontaktiert und gegen Staub und Wasser schützt.
1 zeigt ferner ein LED-Modul 105 auf dem ein LED-Chip 106 angeordnet ist, wobei der LED-Chip wenigstens eine LED aufweist. Das LED-Modul kann ein Chip-on-Board-Modul oder ein SMD-Modul sein. Gemäß der Erfindung kann das LED-Modul 105 auch mehr als einen LED-Chip 106 aufweisen und die Leuchtvorrichtung 101 kann auch mehr als ein LED-Modul 105 aufweisen.
Wie aus 1 ersichtlich, kann die Leuchtvorrichtung 101 auch eine Dichtungsplatte 107 bzw. Dichtungsmatte 107 aufweisen, die eine Öffnung 107a aufweisen kann. Die Öffnung 107a der Dichtungsplatte 107 kann der Fläche des LED-Moduls 105 entsprechen oder größer sein.
Die Leuchtvorrichtung 101 weist ferner ein Trägersubstrat 108 auf, das einen Kühlkörper für das LED-Modul 105 darstellen kann. Das Trägersubstrat 108 kann auch derart ausgestaltet sein, dass es wenigstens eine elektrische Verbindung zum LED-Modul 105 herstellen kann. Zum Beispiel, wenn das LED-Modul 105 zwischen dem Trägersubstrat 108 und dem Linsenelement 102 angeordnet ist, kann es durch wenigstens ein integriertes elektrisches Kontaktelement 103 des Linsenelements 102 und durch einen elektrischen Kontakt des Trägersubstrats 108 elektrisch kontaktiert sein.
Die Leuchtvorrichtung 101 gemäß 1 umfasst ferner Verbindungsmittel 109, wie zum Beispiel Schrauben, um das Linsenelement 102 derart auf dem Trägersubstrat 108 anzuordnen bzw. derart mit dem Trägersubstrat 108 zu verbinden, dass das LED-Modul 105 zwischen dem Trägersubstrat 108 und dem Linsenelement 102 angeordnet ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem LED-Modul 105 und den integrierten elektrischen Kontaktelementen 103 des Linsenelements 102 besteht und das LED-Modul 105 gegen Staub und Wasser gemäß den IP-Standard geschützt ist. 1 zeigt somit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Linsenelement 102 und dem Trägersubstrat 108. Erfindungsgemäß können auch andere kraftschlüssige Verbindungen bzw. Verbindungsmittel angewendet werden. Ferner können auch formschlüssige Verbindungen, wie zum Beispiel eine Klipsverbindung bzw. eine Schnappverbindung, oder stoffschlüssige Verbindung, wie zum Beispiel eine Klebeverbindung, verwendet werden. Des Weiteren ist gemäß der Erfindung auch jede Kombination dieser Verbindungsarten möglich.
2 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Linsenelements 202 verbaut in einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 201. Das Linsenelement 202 sowie die Leuchtvorrichtung 201 gemäß 2 entsprechen dem Linsenelement 102 sowie der Leuchtvorrichtung 101 gemäß 1. Somit wird für eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Komponenten der Leuchtvorrichtung 201 auf die Beschreibung der 1 verwiesen.
Gemäß 2 ist in der Leuchtvorrichtung 201 das wenigstens eine Led-Modul 205 mit dem wenigstens einen LED-Chip 206 zwischen dem Trägersubstrat 208 und dem Linsenelement 202 angeordnet. Optional kann eine Dichtungsplatte 207 auf dem Trägersubstrat 208 derart angeordnet sein, dass die Dichtungsplatte 207 zwischen dem Trägersubstrat 208 und dem Linsenelement 202 angeordnet ist und das LED-Modul 205 umgibt. Somit ist die Dichtungsplatte 207 vorzugsweise nicht zwischen dem LED-Modul 205 und dem Trägersubstrat 208 angeordnet. Vorzugsweise weist die Dichtungsplatte 207 eine Öffnung 207a auf und ist derart auf dem Trägersubstrat 208 angeordnet, dass sich das LED-Modul 205 innerhalb der Öffnung der Dichtungsplatte 207 befindet. Die Dichtungsplatte 207 bietet neben dem Linsenelement 202 einen weiteren IP-Schutz gegen Staub und Wasser für das LED-Modul 205.
Auf Grund der Anordnung des LED-Moduls 205 zwischen dem Trägersubstrat 208 und dem Linsenelement 202 besteht eine elektrische Verbindung zwischen den zwei elektrischen Kontaktelementen 203 des Linsenelements 202 und dem LED-Modul 205. Die zwei elektrischen Kontaktelementen 203 führen von dem in der inneren Aussparung 202b des Grundkörpers des Linsenelements 202 befindlichen LED-Modul 205 zu einem Außenbereich des Linsenelements 202. Somit ermöglicht das Linsenelement 202 einen elektrischen Anschluss bzw. eine elektrische Anbindung des LED-Moduls 205 nach außen und gleichzeitig schützt es das LED-Modul gemäß dem IP-Standard vor Staub und Wasser.
Gemäß 2 weisen die Enden 204 der zwei elektrischen Kontaktelemente 204 Federkontakte auf, die entweder integral oder aufsteckbar sind. Das LED-Modul 205 wird durch diese Federkontakte auf das Trägersubstrat 208 gedrückt, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem LED-Modul 205 und dem Trägersubstrat 208 verbessert wird.
Wie bereits bei 1 erwähnt, kann das Linsenelement 202 auch nur ein elektrisches Kontaktelement 203 oder mehr als zwei elektrische Kontaktelemente 203 aufweisen.
Gemäß 2 wird das Linsenelement 202 mittels einer kraftschlüssigen Verbindung mit dem Trägersubstrat 208 verbunden, da eine Schraubverbindung durch die beiden Schrauben 209 zwischen dem Linsenelement 202 und dem Trägersubstrat besteht. Wie bereits bei 1 erwähnt, kann auch eine andere Art der kraftschlüssigen Verbindung verwendet werden. Ferner kann das Linsenelement 202 auch mittels einer formschlüssigen oder einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Trägersubstrat 208 verbunden werden. Eine Kombination dieser drei Verbindungsarten ist auch möglich.
3 zeigt eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Linsenelements 302 verbaut in einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 301. Das Linsenelement 302 sowie die Leuchtvorrichtung 301 gemäß 3 entsprechen dem Linsenelement 102 sowie der Leuchtvorrichtung 101 gemäß 1. Somit wird für eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Komponenten der Leuchtvorrichtung 301 auf 1 verwiesen. Die Anordnung der Komponenten der Leuchtvorrichtung 301 gemäß 3 entspricht der Anordnung der Komponenten der Leuchtvorrichtung 201 gemäß 2. Somit wird für eine detaillierte Beschreibung der Anordnung der Komponenten der Leuchtvorrichtung 301 auf die Beschreibung der 2 verwiesen.
Wie aus 3 ersichtlich, ist die optionale Dichtungsplatte 307 derart zwischen dem Trägersubstrat 308 und dem Linsenelement 302 angeordnet, dass die Dichtungsplatte 307 das LED-Modul 305 umgibt und nicht zwischen dem LED-Modul 305 und dem Trägersubstrat 308 angeordnet ist. Im Detail weist die Dichtungsplatte 307 vorzugsweise eine Öffnung 307a auf und ist derart auf dem Trägersubstrat 308 angeordnet, dass sich das LED-Modul 305 innerhalb der Öffnung 307a der Dichtungsplatte 307 befindet. Gemäß 3 ist die Öffnung größer als das LED-Modul. Die Öffnung kann aber auch an das LED-Modul 305, d.h. an die Fläche des LED-Moduls 305, angepasst sein.
Wie bereits aus 1 und 2, ist auch aus 3 ersichtlich, dass das LED-Modul 305 vorzugsweise derart zwischen dem Trägersubstrat 308 und dem Linsenelement 302 angeordnet ist, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem LED-Modul 305 und den elektrischen Kontaktelementen 303 des Linsenelements 302 besteht. Gemäß 3 weisen die Enden 304 der elektrischen Kontaktelemente 303 integrale oder ansteckbare Federkontakte auf, so dass das LED-Modul 305 durch die Federkontakte auf das Trägersubstrat 308 gedrückt wird, was einen Wärmeaustausch zwischen dem LED-Modul 305 und dem Trägersubstrat 308 verbessert.
Wie aus 3 ersichtlich, wird das im Inneren des Linsenelements 302 angeordnete LED-Modul 305 durch das Linsenelement 302 zum einen mittels der elektrischen Kontaktelemente 303 elektrisch kontaktiert und zum anderen gegen Staub und Wasser gemäß dem IP-Standard geschützt.
Gemäß der Erfindung kann ein Beleuchtungsgerät (nicht abgebildet) wenigstens eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung, wie in den 1–3 exemplarisch dargestellt, aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/022760 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IP67 [0006]
IP67-Standard [0009]
IP67-Standard [0022]

Claims

Linsenelement (102) umfassend, – einen Grundkörper aufweisend wenigstens eine integral geformte Linse (102a), und – wenigstens ein elektrisches Kontaktelement (103), welches in den Grundkörper integriert ist, und welches von einer inneren Aussparung (102b) des Grundkörpers nach außen führt, – wobei das innerhalb der inneren Aussparung (102b) des Grundkörpers liegende Ende (104) des wenigstens einen elektrischen Kontaktelements (103) einen integralen oder ansteckbaren Federkontakt aufweist.
Linsenelement (102) gemäß Anspruch 1, wobei das wenigstens eine elektrische Kontaktelement (103) in dem Grundkörper des Linsenelements (102) vergossen ist.
Linsenelement (102) gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei das Linsenelement zwei elektrische Kontaktelemente (103) umfasst.
Linsenelement (102) gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei die integral geformte Linse (102a) des Grundkörpers wenigstens einen Konkavlinsenabschnitt und/oder einen Konvexlinsenabschnitt umfasst.
Linsenelement (102) gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei der Grundkörper aus einem elastischen oder festen Material, vorzugsweise Silikon, PMMA, PC oder Glas besteht.
Linsenelement (102) gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei der Grundkörper integral ausgebildet ist.
Linsenelement (102) gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei das Linsenelement (102) wenigstens ein Positioniermittel, vorzugsweise eine Positioniernase, aufweist, das in die innere Aussparung des Linsenelements (102) hineinragt.
Leuchtvorrichtung (101) aufweisend: ein Linsenelement (102) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ein Trägersubstrat (108), auf welchem das Linsenelement (102) angeordnet ist, und wenigstens ein LED-Modul (105), vorzugsweise ein Chip-on-Board- oder SMD-Modul, mit wenigstens einem LED-Chip (106), wobei das LED-Modul (105) derart zwischen dem Trägersubstrat (108) und dem Linsenelement (102) positioniert ist, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem wenigstens einen elektrischen Kontaktelement (103) des Linsenelements (102) und dem LED-Modul (105) besteht.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß Anspruch 8, wobei das LED-Modul (105) durch das wenigstens eine elektrische Kontaktelement (103) auf das Trägersubstrat (108) gedrückt wird, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem LED-Modul (105) und dem Trägersubstrat (108) optimiert ist.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das LED-Modul (105) durch die innere Aussparung des Linsenelements (102) auf dem Trägersubstrat (108) positioniert wird.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Linsenelement (102) wenigstens ein Positioniermittel, vorzugsweise eine Positioniernase, aufweist, das in die innere Aussparung des Linsenelements (102) hineinragt, und wobei das LED-Modul (105) durch das Positioniermittel des Linsenelements (102) auf dem Trägersubstrat (108) positioniert wird.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das LED-Modul (105) wenigstens eine elektrische Kontaktstelle, vorzugsweise wenigstens ein Elektropad, aufweist, und wobei auf Grund der Positionierung des LED-Moduls (105) zwischen dem Trägersubstrat (108) und dem Linsenelement (102) eine elektrische Verbindung zwischen dem wenigstens einen elektrischen Kotaktelement (103) des Linsenelements (102) und der wenigstens einen Kontaktstelle des LED-Moduls (105) besteht.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Linsenelement (102) mittels einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit dem Trägersubstrat (108) verbunden ist.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß Anspruch 13, wobei eine formschlüssige Verbindung eine Klipsverbindung bzw. Schnappverbindung darstellt.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß Anspruch 13, wobei eine kraftschlüssige Verbindung eine Schraubverbindung darstellt.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß Anspruch 13, wobei eine stoffschlüssige Verbindung eine Klebeverbindung darstellt.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das LED-Modul (105) durch die Verbindung und das wenigstens eine elektrische Kontaktelement (103) des Linsenelements (102) auf das Trägersubstrat (108) gedrückt wird, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem LED-Modul (105) und dem Trägersubstrat (108) optimiert ist.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 17, ferner aufweisend eine Dichtungsplatte (107), vorzugsweise eine Dichtungsmatte, wobei die Dichtungsplatte (107) zwischen dem Linsenelement (102) und dem Trägersubstrat (108) angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß Anspruch 18, wobei die Dichtungsplatte (107) eine Öffnung aufweist, und wobei die Dichtungsplatte derart angeordnet ist, dass das LED-Modul (105) von der Dichtungsplatte (107) umgeben ist und sich vorzugsweise das LED-Modul (105) innerhalb der Öffnung der Dichtungsplatte (107) befindet.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 19, wobei das Trägersubstrat (108) einen Kühlkörper darstellt.
Leuchtvorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 20, wobei das Linsenelement (102) wenigstens eine Sekundärlinse für das LED-Modul (105) bereitstellt.
Beleuchtungsgerät aufweisend wenigstens eine Leuchtvorrichtung (101) gemäß der Ansprüche 8 bis 21.