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Gegenstand der Erfindung ist eine explosionsgeschützte LED Leuchte.
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Aus der
DE 36 34 556 A1 ist eine explosions- und schlagwettergeschützte Leuchte mit druckfest gekapseltem Leuchtengehäuse und daran befestigtem transparenten Abdeckteil bekannt. Das Leuchtengehäuse enthält elektrische Bauteile zum Betrieb einer Lampe, die unter dem Abdeckteil angeordnet ist. Das Abdeckteil ist ebenfalls druckfest gekapselt, so dass das Leuchtengehäuse insgesamt zwei jeweils separat gekapselte Innenräume umschließt. In dem Leuchtengehäuse sind großvolumige Füllteile eingebracht, wobei der freie Restraum zwischen den Füllteilen und den innerhalb des Gehäuses befindlichen elektrischen Bauelementen auf weniger als 3 Liter begrenzt ist. Die Füllteile bestehen beispielsweise aus geschäumten Kunststoff. Außerdem können als Füllteile Sand, Quarzmehl oder Glaskugeln verwendet werden. Vorgeschlagen wird auch die Füllung des Gehäuses mit Flüssigkeiten, die eine Kühlwirkung für die elektrischen Bauelemente haben können. Auch im Abdeckteil können Füllteile vorhanden sein, die beispielsweise als Reflektorträger dienen. Sowohl das Gehäuse als auch das transparente Abdeckteil können aus Kunststoff hergestellt sein.
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Die Füllung eines Gehäuses mit rieselfähigem Material ist auf dem Gebiet des Explosionsschutzes auch als Sandkapselung bekannt. Beispielsweise beschreibt die
DE OS 36 175 70 dazu die Unterbringung von Leiterplatten in einem allseits verschließbaren Gehäuse und dessen Füllung mit elektrisch isolierendem Sand oder mit Glaskugeln.
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Mit der Einbringung von rieselfähigem oder sonstigem porösen Material in Gehäuse kann das Volumen des in dem Gehäuse vorhandenen explosionsfähigen Gasgemisches reduziert werden. Außerdem kann poröses oder rieselfähiges Material der Abbau von Druckspitzen bei Zündung des Gasgemisches dienen. Dies gilt jedoch nicht für den lichtführenden Teil einer Leuchte. Dort eingeschlossenes Gasvolumen kann nicht durch Einbringung von Füllmaterial reduziert werden, weil dies den Lichtaustritt behindert oder Licht unkontrolliert streut.
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Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Leuchte zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird mit der Leuchte nach Anspruch 1 gelöst:
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Die erfindungsgemäße explosionsgeschützte Leuchte weist ein Gehäuse mit einer Öffnungen aufweisenden Trennwand auf, die den Innenraum des Gehäuses in einen ersten Abschnitt und in einen zweiten Abschnitt unterteilt. Während der erste Abschnitt mindestens eine Lichtquelle, vorzugsweise eine Halbleiterlichtquelle enthält und frei von Füllmaterial ist, ist der zweite Abschnitt mit offenporigem Füllmaterial versehen. Dadurch kann eine von der Halbleiterlichtquelle ausgehende Zündung zwar zu einer Explosion des in dem ersten Abschnitt des Innenraums vorhandenen Gasgemisches führen, wobei ein übermäßiger Druckaufbau jedoch verhindert wird. Durch die in der Trennwand vorhandenen Öffnungen kann Gas in den mit offenporigem Füllmaterial versehenen zweiten Abschnitt des Innenraums entweichen und somit keinen hohen Druck aufbauen.
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Die Explosionsgeschützte Leuchte weist in einer Ausführungsform ein Gehäuse mit einem lichtdurchlässigen Abschnitt auf und umschließt einen Innenraum. In dem Innenraum ist eine mit wenigstens einer Öffnung versehene Trennwand angeordnet, die den Innenraum des Gehäuses in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt. Der erste Abschnitt schließt an den lichtdurchlässigen Abschnitt an und enthält mindestens eine Lichtquelle. Der zweite Abschnitt des Innenraums ist mit offenporigem Füllmaterial versehen. Vorzugsweise trägt die Trennwand de Lichtquelle und vorzugsweise ist eine elektronische Betriebsschaltung in das Füllmaterial eingebettet.
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Das Gehäuse kann nach außen geschlossen ausgebildet sein. Zwar ist es prinzipiell möglich, das Gehäuse mit Druckentlastungsvorrichtungen zu versehen, wie beispielsweise Flammenschutzfiltern, die eine oder mehrere die Umgebung mit dem Innenraum des Gehäuses verbindende Öffnungen verschließen. Es wird jedoch bevorzugt, das Gehäuse ohne solche nach außen wirkenden Druckentlastungsvorrichtungen geschlossen auszubilden, so dass Probleme des Feuchtigkeitszutritts und der Verstaubung oder Verschmutzung solcher Druckentlastungsvorrichtungen entfallen.
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Vorzugsweise ist das Gehäuse aus zwei Gehäuseteilen aufgebaut, zwischen denen die Trennwand gehalten ist. Dies ergibt einen einfachen und übersichtlichen Aufbau. Bei einem solchen Aufbau ist es insbesondere möglich, auf eine abgasdichte Abdichtung der beiden Abschnitte des Innenraums des Gehäuses gegeneinander zu verzichten - es kommt auf eine solche nicht an. Ganz im Gegenteil, die Trennwand weist vorzugsweise mindestens eine, vorzugsweise mehrere Öffnungen von insgesamt einem so großen Querschnitt auf, so dass freier Gasdurchtritt möglich ist. Andererseits ist das Füllmaterial vorzugsweise ausschließlich in dem zweiten Abschnitt des Innenraums nicht aber in dem ersten Abschnitt desselben angeordnet. An jeder Öffnung der Trennwand kann ein Filter angeordnet sein, der zwar Gasdurchtritt ermöglicht, dem Übertritt von Füllmaterial durch die Öffnungen aus dem zweiten Abschnitt in den ersten Abschnitt des Innenraums jedoch verhindert. Ein solcher Filter kann ein offenporiges Textil, beispielsweise in Gestalt einer oder mehrerer Lagen eines Fließstoffs, eines dünnen Filzes, eines Gewebes oder Gestricks sein. Alternativ kann als Filter ein poröser Körper vorgesehen sein, der in dem zweiten Abschnitt des Innenraums an der Trennwand lose anliegend oder mit dieser verbunden angeordnet ist. Weder das offenporige Textil noch der offenporige Körper müssen dabei mit der Trennwand fest verbunden sein. Sie können lose an der Trennwand anliegend angeordnet oder stellenweise an diese angeheftet sein. Außerdem muss weder das offenporige Textil noch der offenporige Körper Flammendurchschlagschutz bewirken. Die Funktion besteht lediglich in der Zurückhaltung des Füllmaterials. Ist das Füllmaterial nicht rieselfähig, weil es z.B. durch einen Vlies, ein watteartiges oder sonstiges faseriges Material gebildet ist, kann auf die genannten Filter verzichtet werden. Ebenso kann auf solche Filter verzichtet werden, wenn die Körner eines rieselfähigen Füllmaterials größer sind als die Durchmesser der Öffnungen.
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Der zweite Abschnitt des Innenraums des Gehäuses ist vorzugsweise von dem Füllmaterial vollständig ausgefüllt, so dass dort keine freien Gasvolumina vorhanden sind, die an einer Explosion teilnehmen könnten. Es kann aber auch genügen, den zweiten Abschnitt des Innenraums nur teilweise mit Füllmaterial zu füllen. Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt des Innenraums aber wenigstens zu mehr als der Hälfte, weiter vorzugsweise zu mehr als dreiviertel mit Füllmaterial gefüllt. Als solches kann ein rieselfähiges Füllmaterial wie Sand, Glaskugeln, Keramikkugeln oder dergleichen, dienen. Alternativ können Glaswolle, Steinwolle oder andere Fasermaterialien als Füllmaterial vorgesehen sein. Bei einer Teilfüllung des zweiten Abschnitts des Innenraums mit Füllmaterial kann dieses an der Gehäuseinnenwand angebracht sein.
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Die Trennwand kann als Leiterplatte ausgebildet sein, die die LED-Lichtquelle oder mehrere LED-Lichtquellen trägt. Außerdem kann die Trennwand, wenn sie als Leiterplatte ausgebildet ist, aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sein, das Leiterzüge trägt. Die Leiterplatte kann außerdem elektronische Bauelemente tragen, die sowohl in dem ersten Abschnitt des Innenraums des Gehäuses als auch in dem zweiten Abschnitt des Innenraums des Gehäuses angeordnet sein können. Vorzugsweise beherbergt der zweite Abschnitt des Innenraums des Gehäuses eine elektronische Schaltung, die zum Beispiel als Betriebsgerät für die LED(s) des ersten Gehäuseabschnitts dienen kann. Eine solche elektronische Schaltung ist vorzugsweise auf einer eigenen Leiterplatte angeordnet, die in das Füllmaterial des zweiten Abschnitts des Innenraums eingebettet ist. Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung gehen aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Ansprüchen hervor. Es zeigen:
- 1 Die explosionsgeschützte Leuchte, in vereinfachter Querschnittsdarstellung,
- 2 die Leuchte nach 1, in schematisierter Darstellung,
- 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte.
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In 1 ist eine Leuchte 10 veranschaulicht, deren Gehäuse zumindest vorzugsweise aus wenigstens zwei Gehäuseteilen 11, 12 besteht, die über nicht weiter veranschaulichte Verbindungsmittel aneinander gehalten sind. Verbindungsmittel können Schrauben, Bolzen, Nieten, Schweißnähte, Klebenähte, Klebefugen oder dergleichen sein. In dem in 1 schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel liegen die beiden Gehäuseteile 11, 12 an einer Trennfuge 13 aneinander an. Die Trennfuge 13 kann eben oder auch anderweitig geformt ausgebildet, beispielsweise in Gestalt eines Gewindes oder dergleichen ausgeformt sein. Sie kann, wie dargestellt, durch eine Dichtung 14 beispielsweise in Gestalt eines O-Rings oder eines anderweitigen Profilrings, einer Lippendichtung oder dergleichen, abgedichtet oder aufgrund ihrer Länge und Weite als flammendurchschlagsicherer Spalt ausgebildet sein. Die Gehäuseteil 11, 12 können zum Beispiel aus Kunststoff ausgebildet sein, wobei das Gehäuseteil 12 vorzugsweise aus einem durchsichtigen Kunststoff ausgebildet ist oder wenigstens eine durchsichtiges Fenster aufweist. Das Gehäuseteil 11 kann ebenfalls aus einem Kunststoff, beispielsweise einem undurchsichtigen Kunststoff oder auch Metall oder aus einem Metall/Kunststoff-Verbund ausgebildet sein.
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Die beiden Gehäuseteile 11, 12 umschließen einen Innenraum 15, der durch eine Trennwand 16 in einen ersten Abschnitt 17 und einen zweiten Abschnitt 18 unterteilt ist. Der erste Abschnitt 17 des Innenraums 15 grenzt an denjenigen Gehäuseteil 12, der durchsichtig ausgebildet ist oder ein Lichtaustrittsfenster aufweist. Als Lichtaustrittsfenster kann eine Zone 12a des Gehäuseteils 12 angesehen werden.
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In dem Abschnitt 17 des Innenraums 15 ist eine Lichtquelle 19 angeordnet (2) beispielsweise in Gestalt einer oder mehrerer LED-Chips 20, die von der Trennwand 16 getragen sein können. Der oder die LED-Chip(s) 20 können unmittelbar oder vermittels eines Zwischenträgers auf der Trennwand 16 angeordnet sein, die vorzugsweise zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 12 gehalten ist. Dazu weist wenigstens eines der beiden Gehäuseteile 11, 12 einen Sitz 21 zur Aufnahme des ringsumlaufenden Randes der Trennwand 16 auf, so dass die Trennwand 16 den Innenraum 15 auf ganzem Querschnitt durchquert. Die Trennwand 16 kann aus Metall oder, wie es bevorzugt wird, aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff ausgebildet sein. In letzterem Fall kann sie Leiterzüge zur elektrischen Versorgung der LED-Chips 20 tragen. Bedarfsweise können auf der als Leiterplatte ausgebildeten Trennwand 16 weitere elektrische Bauelemente angeordnet sein.
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Die Trennwand 16 enthält mindestens eine, vorzugsweise mehrere Öffnungen 22, 23, über die die beiden Abschnitte 17, 18 des Innenraums 15 miteinander in Verbindung stehen. Die Öffnungen 22, 23 sind vorzugsweise um den wenigstens einen LED-Chip 20 herum gruppiert, um einen schnellen Druckausgleich zwischen den beiden Abschnitten 17, 18 des Innenraums 15 zu ermöglichen.
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An der wenigstens einen Öffnung 22, im vorliegenden Ausführungsbeispiel an beiden Öffnungen 22, 23, kann ein Filter 24 angeordnet sein, der aus einem feinporigen Material bestehen kann. Dieser Filter 24 kann durch ein textiles Vlies ein Gewebe, ein Gestrick, ein Vlies aus mineralischem Material, wie Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen, eine starre poröse Platte oder mehrere starre poröse Elemente, ein aus Drähten oder Fäden gebildetes Sieb, wie beispielsweise ein Kunststoffsieb, ein Drahtsieb, eine Lochplatte, ein Gitter oder dergleichen angeordnet sein. Die Maschen- oder Öffnungsweite dieses Filters 24 ist vorzugsweise so gering, dass in dem zweiten Abschnitt 18 des Innenraums 15 angeordnete Partikel nicht durch die Öffnungen 22, 23 hindurch gelangen können. Ist als Füllmaterial 29 anstelle eines rieselfähigen, körnigen Materials ein watteähnliches Material oder ein anderweitiges zusammenhängendes poröses Material vorgesehen, kann auf das Filter 24 verzichtet werden.
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Der zweite Abschnitt 18 des Innenraums 15 dient zur Aufnahme einer elektrischen oder elektronischen Schaltung 25, die beispielsweise als Betriebsgerät für die Lichtquelle 19 dienen kann und zum Beispiel auf einer Leiterplatte 26 angeordnete elektronische Bauelemente 27, 28 aufweist.
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Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt 18 mit einem rieselfähigen Füllmaterial 29 wie beispielsweise, Glaskugeln, Sand oder dergleichen, gefüllt. Die Partikel dieses rieselfähigen Materials sind größer als die Maschenweite des Filters 24. Sind die Öffnungen 22, 23 kleiner als die Größe der Partikel des rieselfähigen Materials kann auf den Filter 24 verzichtet werden. Ebenso kann der Filter 24 entfallen, wenn der Abschnitt 18 des Innenraums 15 anstatt mit rieselfähigen Material mit einem anderem offenporigen Material wie beispielsweise, Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen, gefüllt ist. Der zweite Abschnitt 18 des Innenraums 15 kann dazu vollständig oder teilweise mit einem solchen offenporigen Material gefüllt sein.
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Im Betrieb der explosionsgeschützten Leuchte 10 kann ein explosionsfähiges Gasgemisch in den Innenraum 15 eingedrungen sein. Vorhandene Zündquellen können insbesondere durch die Lichtquelle 19, zum Beispiel den oder die LED-Chip(s) 20 oder auch die elektronischen Bauelemente 27, 28 sein. Eine Zündung des Gasgemisches in dem Abschnitt 18 wird jedoch durch die Füllung dieses Abschnitts 18 mit dem Füllmaterial 29 vermieden. Findet jedoch eine Zündung in dem Abschnitt 17 statt, kann die sich ausbildende Druckwelle durch die Öffnungen 22, 23 in den Abschnitt 18 des Innenraums 15 eintreten und dort hinein expandieren. Dabei läuft die Druckwelle in das Füllmaterial 29, das die Fortpflanzung der Explosion unterbindet oder zumindest die Druckwelle durch Absorption mindert. Der Abschnitt 18 des Innenraums 15 wirkt so als Expansionsraum für die in dem Abschnitt 17 stattgefundene Explosion. Damit können die Gehäuseteile 11, 12 relativ dünnwandig ausgebildet werden, ohne dass Berstgefahr besteht. Das freie Explosionsvolumen in dem Gehäuse 10 ist drastisch reduziert. Ebenso sind sich ausbildende Druckspitzen stark gemindert.
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Das Gehäuse 10 ist wie in 1 veranschaulicht vorzugsweise geschlossen ausgebildet. Alternativ kann aber an dem Gehäuseteil 11 und/oder an dem Gehäuseteil 12 eine nach außen führende Druckentlastungsöffnung vorgesehen sein, die mit einem porösen gasdurchlässigen Flammenschutzfilter als Druckentlastungskörper versehen ist. In den meisten Fällen ist dies aber unnötig.
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In 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Leuchte 10 veranschaulicht, die zwei Trennwände 16a, 16b aufweist, die von dem Innenraum 15 zwei Abschnitte 18a, 18b abteilen, die mit porösem, dämpfenden Füllmaterial 29a, 29b versehen sind. Die Leiterplatte 26 kann die Lichtquelle 19 und/oder die Betriebsschaltung 25 tragen, die dann in dem ersten Abschnitt 17 angeordnet ist. Alternativ kann die Betriebsschaltung 25‘ in einem der Abschnitte 18a, 18b angeordnet sein. Alternativ kann die Betriebsschaltung aufgeteilt auf zwei Schaltungen 25a, 25b in den beiden Abschnitten 18a, 18b untergebracht sein. Weiter alternativ kann die die Schaltung 25 als Teil der Betriebsschaltung in dem Abschnitt 17 und zusätzlich als weitere Schaltung 25a, 25b als oder Schaltungsteil 25a, 25b in den Abschnitten 18a und/oder 18b untergebracht sein.
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Die erfindungsgemäße Leuchte 10 weist einen Innenraum 15 auf, der durch eine Trennwand 16 in einen ersten Abschnitt 17 und einen zweiten Abschnitt 18 unterteilt ist, während der erste Abschnitt 17 frei ist und wenigstens eine Lichtquelle enthält, sind in dem zweiten Abschnitt 18 eine Betriebsschaltung 25 für die Lichtquelle 19 und/oder sonstige potentielle Zündquellen bildende Komponenten und/oder sonstige auch nicht als Zündquellen in Betracht kommende Komponenten angeordnet. Der Abschnitt 18 ist mit einem offenporigen Füllmaterial versehen. Die Trennwand 16 weist mindestens eine Öffnung 22 auf, die eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Abschnitten 17, 18 ermöglicht. Der mit Füllmaterial 29 versehene Abschnitt 18 des Innenraums 15 dient als Druckentlastungsvolumen für den ersten Abschnitt 17, in dem die Lichtquelle 19 angeordnet ist. Das Füllmaterial 29 kann den Abschnitt 18 ganz oder teilweise ausfüllen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Leuchte
- 11, 12
- Gehäuseteile
- 12a
- lichtdurchlässige Zone oder lichtdurchlässiger Teil des Gehäuses
- 13
- Trennfuge
- 14
- Dichtung
- 15
- Innenraum
- 16, 16a, 16b
- Trennwand
- 17
- erster Abschnitt des Innenraums 15
- 18, 18a, 18b
- zweiter Abschnitt des Innenraums 15
- 19
- Lichtquelle
- 20
- LED-Chip(s)
- 21
- Sitz
- 22, 23
- Öffnungen in der Trennwand 16
- 24
- Filter
- 25, 25'
- Schaltung / Betriebsschaltung
- 26
- Leiterplatte
- 27, 28
- elektronische Bauelemente
- 29, 29a, 29b
- Füllmaterial
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3634556 A1 [0002]
- DE 3617570 [0003]
