DE202009001690U1

DE202009001690U1 - Leuchtenelement, Verbindungselement und System bestehend aus einem Leuchtenelement und einem Verbindungselement

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Publication number: DE202009001690U1
Application number: DE200920001690
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: EP2218961A1

Abstract

Leuchtenelement (5) mit einem eine zylindrische Mantelfläche aufweisenden Grundkörper (10) mit wenigstens einer Stirnseite (23), auf welcher ein Leuchtmittel angeordnet ist, wobei die Mantelfläche eine wenigstens eine Zugangsöffnung (37) aufweisende hinterschnittene Nut (36) aufweist, welche den Grundkörper (10) und seine Mantelfläche in einen ersten und einen zweiten Abschnitt unterteilt, und wobei beide Abschnitte des Grundkörpers jeweils wenigstens eine elektrische Kontaktfläche aufweisen, welche voneinander beabstandet sind und jeweils in elektrischem Kontakt mit dem Leuchtmittel stehen, und wobei auf der Mantelfläche des Grundkörpers wenigstens ein Gewinde (Außengewinde 21, 31) angeordnet ist, auf welches ein Deckelement (60, 70) aufgeschraubbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leuchtenelement nach Anspruch 1, ein Verbindungselement zur Verwendung mit einem solchen Leuchtenelement nach Anspruch 14 sowie ein System bestehend aus einem solchen Leuchtenelement und einem solchen Verbindungselement nach Anspruch 15.
Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades finden LEDs zunehmend Verbreitung in der Beleuchtungstechnik, auch im häuslichen Bereich. Typische weiße LEDs wie sie heutzutage verwendet werden, haben eine Leistungsaufnahme von ca. einem Watt, womit sich eine Leuchtkraft erzielen lässt, die etwa der eines 10-Watt-Halogenleuchtmittels entspricht. Die Stromversorgung erfolgt in der Regel über Niederspannung von 12 oder 24 Volt.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein modulares Beleuchtungssystem zu schaffen, welches durch den Endanwender montiert und verändert werden kann, um für den jeweils vorgesehenen Verwendungszweck geeignete Leuchten schaffen zu können.
Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem geschaffen, welches wenigstens ein Leuchtenelement nach Anspruch 1 und ein Verbindungselement nach Anspruch 14 umfasst.
Das Leuchtenelement weist einen Grundkörper mit einer zylindrischen Mantelfläche auf. Auf einer Stirnseite dieser Mantelfläche ist das Leuchtmittel, vorzugsweise eine LED, angeordnet. In der Mantelfläche ist eine hinterschnittene Nut angeordnet, welche wenigstens eine Zugangsöffnung aufweist und welche den Grund körper vorzugsweise vollständig umläuft. In diese Zugangsöffnung kann ein vorderer Abschnitt eines Verbindungselements nach Anspruch 13 eingeführt und dann zunächst in der hinterschnittenen Nut frei um den Grundkörper bewegt werden. Die hinterschnittene Nut unterteilt den Grundkörper in einen ersten und einen zweiten Abschnitt, wobei diese beiden Abschnitte des Grundkörpers jeweils wenigstens eine elektrische Kontaktfläche aufweisen. Diese beiden Kontaktflächen stehen jeweils im elektrischen Kontakt mit dem Leuchtmittel. Das Verbindungselement weist zwei in der Regel aus Metall bestehende, U-förmige Kontaktstücke auf, welche von einer Isolierschicht elektrisch voneinander getrennt sind. Nach Einführung eines Endabschnittes eines solchen Verbindungselementes in die hinterschnittene Nut des Grundkörpers des Leuchtenelements ist somit eines der beiden U-förmigen Kontaktstücke einem ersten Abschnitt des Grundkörpers und seiner Mantelfläche zugeordnet, während sein zweites Kontaktelement dem zweiten Abschnittes des Grundkörpers und seiner Mantelfläche zugeordnet ist. Die Mantelfläche des Grundkörpers weist weiterhin wenigstens ein Gewinde auf, auf welches ein erstes Deckelement aufschraubbar ist. Nach Aufschrauben dieses Deckelementes ist ein Verbindungselement, dessen einer Endabschnitt in die hinterschnittene Nut eingeführt ist, klemmend gehalten und spätestens dann entsteht elektrischer Kontakt zwischen dem ersten Kontaktstück des Verbindungselements und der ersten Kontaktfläche des Grundkörpers sowie zwischen dem zweiten Kontaktstück des Verbindungselementes und der zweiten Kontaktfläche des Grundkörpers. Die jeweiligen Kontakte können hierbei unmittelbar zwischen dem Verbindungselement und dem Grundkörper, insbesondere innerhalb der hinterschnittenen Nut, über das Deckelement oder durch eine Kombination von beidem erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind am Grundkörper zwei Gewinde vorgesehen, wobei auf jedes Gewinde ein Deckelement aufgeschraubt werden kann, so dass nach abgeschlossener Montage das Verbindungselement klemmend zwischen den beiden Deckelementen gehalten ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Grundkörper zwei Grundkörperelemente, welche weiter vorzugsweise baugleich sein können, auf.
Die beiden Grundkörperelemente sind von einer Isolierscheibe getrennt. Die beiden Grundkörperelemente sind hierbei vorzugsweise Drehteile aus Metall. Hierdurch lässt sich auf rationelle Weise ein sehr robustes und dauerhaft haltbares Leuchtenelement herstellen, welches nahezu beliebig oft montiert und demontiert werden kann.
In einem System, welches aus den beschriebenen Leuchtenelement und den beschriebenen Verbindungselementen besteht, lassen sich beliebig viele Leuchtenelemente aneinander koppeln, so dass sich individuell eine Leuchte mit der gewünschten Leuchtkraft leicht herstellen lässt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigen:
1a eine Draufsicht auf ein erstes Grundkörperelement,
1b einen Schnitt entlang Linie A-A in 1a,
2a eine Draufsicht auf einen Leuchtmittelträger,
2b einen Schnitt entlang der Linie B-B in 2a,
3a eine Draufsicht auf eine Isolierscheibe,
3b einen Schnitt entlang der Linie C-C in 3a,
4a eine Draufsicht auf ein Verbindungselement,
4b einen Schnitt entlang der Linie D-D aus 4a,
5 sämtliche Bauteile eines Leuchtenelements und ein Verbindungselement in einer den 1b, 2b, 3b und 4b entsprechenden Schnittdarstellungen,
6 einen Grundkörper in einer der 5 entsprechenden Darstellung,
7 eine Draufsicht aus Richtung R in 6,
8 das in 6 gezeigte mit in die hinterschnittene Nut eingeführtem Endabschnitt eines Verbindungselements sowie zwei noch nicht montierte Deckelemente in einer der 5 entsprechenden Darstellung,
9 das in 8 Gezeigte nach Aufschrauben der Deckelemente,
10 ein Leuchtensystem bestehend aus zwei Leuchtenelementen, welche mittels eines Verbindungselementes verbunden sind, in einer der 9 entsprechenden Darstellung und
11 eine Variation zu dem in 9 Gezeigten.
Es werden nun zunächst mit Bezug auf die 1 bis 5 die Bauelemente eines Leuchtenelement und eines mit dem Leuchtenelement zu verwendenden Verbindungselementes 80 näher erläutert:
Die 1 bis 4 zeigen alle Bauteile eines Grundkörpers 10, wobei in den 1a und 1b nur eines von zwei baugleichen Grundkörperelementen, nämlich das erste Grundkörperelement 20, dargestellt ist. In 5 sind beide Grundkörperelemente 20, 30 dargestellt. Die beiden Grundkörperelemente 20, 30 sind baugleiche Teile, welche vorzugsweise als Drehteile aus Stahl oder Aluminium gefertigt sind. Diese Grundkörperelemente 20, 30 haben eine flachzylindrische Form, wobei auf ihrer zylindrischen Mantelfläche jeweils ein Außengewinde 21, 31 angeordnet ist. Hierbei ist zu beachten, dass die Höhe der die Außengewinde tragenden Mantelflächen geringer ist als die Gesamthöhe des Grundkörperelements, so dass zwischen der Unterkante der Mantelfläche und der Unterseite des Grundkörperelements ein Abstand a in axialer Richtung verbleibt. Die Stirnseiten 23 weisen jeweils eine Mulde 23a, 33a auf. Von diesen Stirnseiten 23a erstrecken sich Durchgangslöcher, nämlich 3 Schraubenlöcher 24 und eine Kontaktierungsdurchbrechung 25, 35. Auf der der Stirnseite gegenüberliegenden Seite ist dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine weitere Mulde vorgesehen. Im Randbereich der Innenseite befindet sich jeweils eine ringförmige Nut 22, 32. An jeweils einer Stelle ist weiterhin ein Einschnitt in der Mantelfläche vorgesehen (in den 1 bis 5 nicht dargestellt).
In die Mulde 23a des ersten Grundkörperelementes 20 wird der in den 2a und 2b dargestellte Leuchtmittelträger 40 angeordnet, welcher eine Leuchtdiode 47 und eine Vorschaltelektronik 46 trägt. Es sind zwei elektrische Leitelemente 44, 45 vorgesehen, welche sich durch entsprechende Bohrungen, nämlich die erste Bohrung 41 und die zweite Bohrung 42 des Leuchtmittelträgers erstrecken. Es sind weiterhin Schraubenlöcher 48 vorhanden.
In den 3a und 3b ist eine Isolierscheibe 50 mit einem Durchgangsloch 52 und Schraubenlöchern 58 dargestellt.
In den 4a und 4b ist schließlich ein Verbindungselement dargestellt, dessen Aufbau und Funktion später dargestellt wird.
In der 5 sind neben den genannten Bauelementen weiterhin zwei Abdeckeelemente 60 und 70 dargestellt, welche jeweils ein Innengewinde 62, 72 tragen, welche auf die Außengewinde 21 und 31 der Grundkörperelemente 20 und 30 aufschraubbar sind, wie man später noch sehen wird. Das erste Deckelement 60 weist ein durchsichtiges oder durchscheinendes Fensterelement 64 auf, welches beispielsweise in Form einer Linse ausgebildet sein kann. Dieses Fensterelement 64 befindet sich im montierten Zustand oberhalb der Leuchtdiode 47. Die Abdeckelemente können, wie dargestellt, im wesentlichen einstückig hergestellt sein, oder es kann jeweils ein separater Ring vorgesehen sein, welcher das Innengewinde trägt.
Die 6 zeigt den Grundkörper 10, welcher aus den beiden Grundkörperelementen 20, 30, dem in der Mulde des ersten Grundkörperelementes 20 angeordneten Leuchtmittelträger 40 mit seinen Bauteilen und der zwischen den beiden Grundkörperelementen 20, 30 angeordneten Isolierscheibe 50, welche die beiden Grundkörperelemente 20, 30 vollständig voneinander trennt, besteht.
Man sieht, dass durch die beiden Nuten 22, 32 der beiden Grundkörperelemente 20, 30 eine hinterschnittene Nut 36 gebildet wird, welche den Grundkörper vollständig umläuft; die Schlitzhöhe h_s dieser hinterschnittenen Nut 36 beträgt etwas mehr als 2a. Wie man der 6 weiterhin entnimmt, steht die Leuchtdiode 47, beziehungsweise die mit der Leuchtdiode 47 in elektrischem Kontakt stehende Vorschaltelektronik 46, mit dem beiden Grundkörperelementen 20, 30 in elektrischem Kontakt. Im Übrigen sind die beiden Grundkörperelemente 20, 30 durch die Isolierscheibe 50 elektrisch voneinander getrennt. Der Grundkörper wird durch in 6 nicht dargestellte, sich durch die Schraubenlöcher erstreckende Schrauben, welche vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, zusammengehalten. Somit bildet das erste Grundkörperelement mit dem Leuchtmittelträger einen ersten Abschnitt des Grundkörpers 10 und das zweite Grundkörperelement 30 bildet einen zweiten Abschnitt des Grundkörpers 10. Diese beiden Abschnitte sind durch die Isolierscheibe 50 und die hinterschnittene Nut 36 voneinander getrennt. Die hinterschnittene Nut 36 trennt weiterhin die Mantelflächen der beiden Grundkörperelemente voneinander und unterteilt somit den Grundkörper 10 und seine Mantelfläche in einen ersten und einen zweiten Abschnitt. Da die beiden Grundkörperelemente 20, 30 aus Metall gefertigt sind, können alle ihre zugänglichen Oberflächen, insbesondere ihre Außengewinde 21, 31 und die inneren Oberflächen der hinterschnittenen Nut 36 als Kontaktflächen dienen.
Wie man der 7, welche eine Aufsicht aus Richtung R in 6 ist, entnimmt, ist in der hinterschnittenen Nut 36 eine Zugangsöffnung 37 vorgesehen, an welcher sich die Schlitzhöhe h_s der hinterschnittenen Nut 36 auf die maximale Höhe h_m der hinterschnittenen Nut 36 vergrößert. Diese Zugangsöffnung 37 wird durch die oben erwähnten Einschnitte gebildet.
In den 4a und 4b ist ein Verbindungselement 80 dargestellt. Dieses Verbindungselement 80 besteht aus einem ersten U-förmigen Kontaktstück 82 und einem baugleichen zweiten U-förmigen Kontaktstück 84. Diese beiden Kontaktstücke 82, 84 sind über eine Isoliersicht 86 mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt. In dem in 4b gezeigten Querschnitt hat das Verbindungselement 80 die Form eines Doppel-Ts. Es weist somit zwei Endabschnitte 80a, 80b und einen die beiden Endabschnitte verbindenden mittleren Abschnitt 80c auf. Die Breite b_v des Verbindungselementes 80 ist etwas geringer als die Breite b_z der Zugangsöffnung 37 der hinterschnittenen Nut 36, die Höhe h_e der Endabschnitte 80a, 80b ist etwas geringer als die maximale Höhe h_m der hinterschnittenen Nut 36 und die Höhe h_mi des mittleren Abschnittes 80c ist etwas geringer als die Schlitzhöhe h_s der hinterschnittenen Nut 36. Somit kann, wie man der 8 entnimmt, ein Endabschnitt 80a, 80b eines Verbindungselementes 80 durch die Zugangsöffnung 37 in die hinterschnittene Nut 36 eingeführt und in dieser um den Grundkörper herum bewegt werden. Es entsteht hierbei ein Kontakt zwischen dem ersten Kontaktstück 82 des Verbindungselementes 80 und dem ersten Grundkörperelement 20 sowie dem zweiten Kontaktstück 84 des Verbindungselementes 80 und dem zweiten Grundkörperelement 30. Da sich Isolierscheibe 50 und Isolierschicht 86 auf gleicher Höhe befinden, gibt es hierbei keinen Kurzschluss. Die Stirnseiten 80a des Verbindungselements 80 sind konkav mit einem Radius, welcher dem Radius der Innenfläche der hinterschnittenen Nut entspricht, ausgeführt. Dies vergrößert zum einen die Kontakt gebenden Flächen zwischen Verbindungselement und Grundkörper und erleichtert andererseits die Bewegung des in die hinterschnittene Nut eingeführten Endabschnitts innerhalb der hinterschnittenen Nut.
Befindet sich das Verbindungselement 80 an der gewünschten Stelle, so werden die beiden Deckelemente 60, 70 auf den Grundkörper 10 aufgeschraubt, so dass das Verbindungselement 80 durch Klemmung mechanisch fixiert ist. Sind die beiden Deckelemente 60, 70 aus Metall gefertigt, was bevorzugt ist, tragen auch sie zur Herstellung der elektrischen Kontakte bei. In einer weniger bevorzugten, aber möglichen Ausführungsform kann die Klemmung auch nur mittels eines aufschraubbaren Deckelements erfolgen.
Wie man der 10 entnimmt, können grundsätzlich beliebig viele Leuchtenelemente 5 mittels Verbindungselementen 80 aneinander gekoppelt werden wodurch die Leuchtdioden 47 zueinander parallel geschaltet sind. Die Stromversorgung kann auch über ein solches Verbindungselement erfolgen, wobei die Aushänge eines Transformators (beispielsweise 12 oder 24 Volt) an das erste beziehungsweise zweite Kontaktstück 82, 84 angeschlossen sind.
Die 11 zeigt eine Variation zu dem in 9 Gezeigten. Man sieht, dass es auch möglich ist, auf beiden Stirnseiten des Grundkörpers einen Leuchtmittelträger mit einem Leuchtmittel – hier einer LED – anzuordnen. Die beiden Grundkörperelemente müsen hierzu nicht verändert werden, lediglich die Isolierscheibe benötigt ein zweites Durchgangsloch 52.
Das System ist sehr modular, insbesondere können auf einen Grundkörper auch verschieden Deckelemente aufgeschraubt werden.

5: Leuchtenelement
10: Grundkörper
20: erstes Grundkörperelement
21: Außengewinde
22: Nut
23: Stirnseite
24: Schraubenloch
25: Kontaktierungsdurchbrechung
30: zweites Grundkörperelement
31: Außengewinde
32: Nut
33: Stirnseite
34: Schraubenloch
35: Kontaktierungsdurchbrechung
36: hinterschnittene Nut
37: Zugangsöffnung
40: Leuchtmittelträger
41: erste Bohrung
42: zweite Bohrung
44: erstes Leitelement
45: zweites Leitelement
46: Vorschaltelektronik
47: Leuchtdiode
48: Schraubenloch
50: Isolierscheibe
52: Durchgangsloch
60: erstes Deckelement
62: Innengewinde
64: Fensterelement
70: zweites Deckelement
72: Innengewinde
80: Verbindungselement
80a: Stirnseite
82: erstes Kontaktstück
84: zweites Kontaktstück
86: Isolierschicht

Claims

Leuchtenelement (5) mit einem eine zylindrische Mantelfläche aufweisenden Grundkörper (10) mit wenigstens einer Stirnseite (23), auf welcher ein Leuchtmittel angeordnet ist, wobei die Mantelfläche eine wenigstens eine Zugangsöffnung (37) aufweisende hinterschnittene Nut (36) aufweist, welche den Grundkörper (10) und seine Mantelfläche in einen ersten und einen zweiten Abschnitt unterteilt, und wobei beide Abschnitte des Grundkörpers jeweils wenigstens eine elektrische Kontaktfläche aufweisen, welche voneinander beabstandet sind und jeweils in elektrischem Kontakt mit dem Leuchtmittel stehen, und wobei auf der Mantelfläche des Grundkörpers wenigstens ein Gewinde (Außengewinde 21, 31) angeordnet ist, auf welches ein Deckelement (60, 70) aufgeschraubbar ist.
Leuchtenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) zwei axial voneinander beabstandete Gewinde (Außengewinde 21, 31) trägt, so dass auf jeder Seite der hinterschnittenen Nut (36) ein Gewinde (21, 31) vorgesehen ist, und dass auf jedes Gewinde ein Deckelement (60, 70) aufschraubbar ist.
Leuchtenelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) zwei Grundkörperelemente (20, 30) aufweist, so dass ein erstes Grundkörperelement zum ersten Abschnitt des Grundkörpers und ein zweites Grundkörperelement zum zweiten Abschnitt des Grundkörpers gehört.
Leuchtenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Grundkörperelemente (20, 30) zylindrisch sind, wobei jeder Grundkörperabschnitt einen Abschnitt (Nut 22, Nut 32) der hinterschnittenen Nut (36) aufweist.
Leuchtenelement nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörperelemente (20, 30) baugleich sind.
Leuchtenelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Grundkörperelemente aus Metall bestehen und mittels einer Isolierung (Isolierscheibe 50) elektrisch voneinander getrennt sind.
Leuchtenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement (60, 70) zumindest abschnittsweise aus Metall besteht.
Leuchtenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckelement (60) ein durchsichtiges oder durchscheinendes Element trägt.
Leuchtenelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das durchsichtige oder durchscheinende Element eine Linse ist.
Leuchtenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel auf einem Leuchtmittelträger angeordnet ist.
Leuchtenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnseiten des Grundkörpers ein Leuchtmittel tragen.
Leuchtenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine LED ist.
Leuchtenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hinterschnittene Nut den Grundkörper vollständig umläuft.
Verbindungselement (80) zur Verwendung mit einem Leuchtenelement (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit zwei U-förmigen Kontaktstücken (82, 84), welche mittels einer Isolierschicht (86) mechanisch miteinander verbunden und elektrisch voneinander getrennt sind, so dass das Verbindungselement einen doppel-T-förmigen Querschnitt aufweist.
System bestehend aus wenigstens einem Leuchtenelement (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und wenigstens einem Verbindungselement (80) nach Anspruch 14.