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HINTERGRUND & ZUSAMMENFASSUNG
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Festkörper-Lichtsender, wie etwa Leuchtdioden (LEDs) und Laserdioden, weisen gegenüber dem Verwenden von herkömmlicheren Bogenlampen während Härtungsprozessen, wie etwa Ultraviolett(UV)-Härtungsprozessen, mehrere Vorteile auf. Festkörper-Lichtsender verbrauchen im Allgemeinen weniger Strom, erzeugen weniger Wärme, produzieren eine höherwertige Härtung und weisen eine höhere Zuverlässigkeit als die herkömmlichen Bogenlampen auf. Manche Abwandlungen steigern die Effektivität und den Wirkungsgrad der Festkörper-Lichtsender noch mehr.
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Zum Beispiel strahlen Festkörper-Lichtsender Licht durch ein Fenster aus einem Gehäuse oder einer Einhausung heraus ab. Während Festkörper-Lichtsender weniger Wärme als ihre Bogenlampenentsprechungen abgeben, sind die von den Festkörper-Lichtsendern abgegebenen Temperaturen immer noch sehr hoch. Diese hohen Temperaturen verursachen mit der Zeit eine Beschädigung der Komponenten der Festkörper-Lichtsender. Manchmal werden Komponenten wie etwa das Fenster, durch das das Licht abgestrahlt wird, aufgrund der Wirkungen der hohen Temperaturen oder durch Nutzung oder missbräuchlicher Nutzung der Vorrichtung zerbrochen oder zerschlagen.
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In einem anderen Beispiel strahlen Festkörper-Lichtsender Licht durch ein Fenster, das an einem bestimmten Teil des Gehäuses befestigt ist, was üblicherweise durch einen starken Klebstoff, wie etwa einen UV-gehärteten Klebstoff, erfolgt, aus einem Gehäuse oder einer Einhausung ab. Aufgrund der dauerhaften Natur dieses UV-Härtungskleberprozesses ist das Austauschen eines zerbrochenen oder abgenutzten Fensters schwierig und zeitaufwändig. Ferner erfordert das Austauschen eines solchen Fensters häufig, dass der Eigentümer das gesamte System an den Hersteller oder eine andere Reparaturstätte sendet, was für den Nutzer zu einer signifikanten Ausfallzeit und erhöhten Kosten und Projektverzögerungen führt.
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Vorbekannte Festkörper-Lichtsender gehen nicht die Haltbarkeit des Fensters oder die für die Reparatur oder den Austausch von Fenstern erforderliche Ausfallzeit an.
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Somit wird bei einer Vorgehensweise ein Beleuchtungsmodul vorgesehen. Das Beleuchtungsmodul weist eine Anordnung von Licht abstrahlenden Elementen, ein Gehäuse, das mindestens eine Öffnung festlegt, und einen Fensterrahmen, der von der Öffnung des Gehäuses selektiv abnehmbar ist, auf. Der Fensterrahmen weist einen Rahmen und ein Fenster auf, das funktionell an dem Rahmen befestigt ist. Die Anordnung von Licht abstrahlenden Elementen ist in dem Gehäuse positioniert. Der Fensterrahmen ist austauschbar oder selektiv von dem Gehäuse des Beleuchtungsmoduls abnehmbar. Der Fensterrahmen kann eine Dichtung umfassen, die zwischen dem Rahmen und einem Teil des Fensters positioniert ist, der funktionell an dem Rahmen befestigt ist. In manchen Beispielen ist die Dichtung eine gestanzte Dichtung aus expandiertem Polytetrafluorethylen (PTFE).
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Auf diese Weise können das Fenster, das Gehäuse und der Fensterrahmen alle abnehmbar gekoppelt werden, was eine einfache Reparatur und/oder einen einfachen Austausch der Komponenten ermöglicht. Ferner kann die Dichtung die mechanischen Spannungen an dem Fenster reduzieren, die durch die Wärmeausdehnung des Gehäuses und Fensterrahmens hervorgerufen werden. Zudem kann die Dichtung auch den Wärmebetrag reduzieren, der von dem Fensterrahmen auf das Fenster übertragen wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer thermischen Degradation des Fensters reduziert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Ausführungsform eines Beleuchtungsmoduls, das einen abnehmbaren Fensterrahmen umfasst;
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2 zeigt das in 1 veranschaulichte Beleuchtungsmodul mit dem von dem Gehäuse getrennten abnehmbaren Fenster;
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3 veranschaulicht eine Perspektivansicht des in 1 und 2 veranschaulichten abnehmbaren Fensterrahmens;
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4 veranschaulicht eine Explosionsansicht der Ausführungsform des in 3 veranschaulichten abnehmbaren Fensterrahmens;
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5 veranschaulicht eine Querschnittansicht des abnehmbaren Fensterrahmens entlang der Bezugslinie 5-5 von 3;
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6 veranschaulicht eine Querschnittansicht des abnehmbaren Fensterrahmens entlang der Bezugslinie 6-6 von 3;
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7 veranschaulicht eine Querschnittansicht des abnehmbaren Fensterrahmens entlang der Bezugslinie 7-7 von 3;
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8 veranschaulicht eine Querschnittansicht des abnehmbaren Fensterrahmens entlang der Bezugslinie 8-8 von 3;
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9 zeigt ein Verfahren zum Austauschen eines Fensterrahmens eines Beleuchtungsmoduls.
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1–8 sind in etwa maßstabgetreu gezeichnet. Bei Bedarf können aber andere relative Maße verwendet werden.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines Beleuchtungsmoduls, das in Lichthärtungsprozessen verwendet wird. Das Beleuchtungsmodul 100 ist ein Ultraviolett(UV)-Beleuchtungsmodul. Im Einzelnen kann die Anordnung von LEDs in einem Beispiel Licht in dem Bereich von 10 Nanometer (nm) bis 400 nm abstrahlen. Es werden aber andere Wellenlängenbereiche erwogen. Das Beleuchtungsmodul 100 kann in jeder Umgebung verwendbar sein und kann beliebige Licht abstrahlende Festkörperelemente verwenden, die Licht einer bestimmten Wellenlänge zum Härten eines bestimmten Materials abstrahlen.
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In den in 1 und 2 gezeigten Beispielen ist das Beleuchtungsmodul 100 ein UV-härtendes Beleuchtungsmodul 100, das eine Anordnung von Leuchtdioden (LEDs) 102 umfasst, die in einem Gehäuse 104 positioniert sind, das eine Öffnung 106 ausbildet. Die Anordnung von LEDs kann mehrere LEDs umfassen. Die LEDs können in einem Beispiel in einer Reihenkonfiguration positioniert sein. Es werden aber andere geeignete LED-Anordnungen erwogen. Zum Beispiel können die LEDs in einem Gitter positioniert sein. Die Anordnung von LEDs 102 umfasst eine Vorderfläche 170. Die Vorderfläche 170 ist wie gezeigt eben. Es werden aber andere Vorderflächenkonturen erwogen. Zum Beispiel kann die Vorderfläche konvex oder konkav sein. Die Anordnung von LEDs 102 kann weg von einem Rahmen 108 des Fensters 112 des Beleuchtungsmoduls 100 beabstandet sein. Es versteht sich, dass die Anordnung von LEDs 102 Wärme erzeugen kann. Die Trennung der Anordnung von LEDs 102 und des Fensterrahmens 108 kann die Wahrscheinlichkeit von thermischer Degradation des Fensterrahmens durch die von der LED-Anordnung erzeugte Wärme reduzieren. Die Anordnung von LEDs 102 kann ebenfalls weg von zumindest einem Teil eines Gehäuses 104 des Beleuchtungsmoduls 100 beabstandet sein, um die Wahrscheinlichkeit thermischer Degradation des Gehäuses durch die von der LED-Anordnung erzeugte Wärme zu reduzieren.
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Das Gehäuse 104 umfasst mindestens vier Seiten 172, die die Anordnung von LEDs 102 teilweise umschließen. Auf diese Weise kann das von den LEDs erzeugte Licht aus dem Fenster 112 in dem Beleuchtungsmodul 100 heraus gelenkt werden. Die vier Seiten 172 des Gehäuses können von der Anordnung von LEDs 102 bei einem äquivalenten Abstand beabstandet sein. Bei anderen Beispielen kann der Abstand zwischen den Seiten des Gehäuses und der Anordnung von LEDs aber variieren. Die vier Seiten 172 des Gehäuses 104 sind ferner in dem gezeigten Beispiel im Wesentlichen eben. Es werden aber andere Konturen der vier Seiten 172 erwogen.
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Ein Fensterrahmen 108 ist von der Öffnung 106 des Gehäuses 104 abnehmbar und ist austauschbar, wenn ein Teil des Fensterrahmens 108 beschädigt wird und ausgetauscht werden muss oder einer Reparatur oder Reinigung bedarf. Das Gehäuse 104 ist ein beliebiges geeignetes Gehäuse 104 und kann jede erwünschte Form und Größe verkörpern. Das Gehäuse 104 umfasst beliebige geeignete Materialien.
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Ferner kann das Beleuchtungsmodul 100 von 1 und 2 infolge der von den Licht abstrahlenden Elementen 102 erzeugten Wärme sehr hohe Temperaturen erreichen. Bei herkömmlichen Beleuchtungsmodulen umfasst der Fensterrahmen ein dauerhaft mittels Kleber, Zement oder einer anderen Art von Klebstoff an dem Rahmen befestigtes Fenster. 3 und 4 veranschaulichen eine Ausführungsform eines Fensterrahmens 108 in einer Perspektiv- bzw. Explosionsansicht. Der Fensterrahmen 108 umfasst einen Rahmen 110 und ein Fenster 112, das an dem Rahmen 110 befestigt und von diesem abnehmbar ist. Da das Fenster 112 von dem Rahmen 110 abnehmbar ist, ist das Fenster 112 leicht austauschbar, wenn es abgenutzt oder beschädigt ist, und erfährt dadurch weniger Ausfallzeit während Reparatur als die Fenster in den herkömmlichen Beleuchtungsmodulen. Wie in 4 gezeigt umfasst das Fenster 112 eine erste Seite 174 und eine zweite Seite 175. Die erste Seite 174 (z. B. Vorderseite) kann eine Außenfläche des Beleuchtungsmoduls 100 sein, und die zweite Seite 175 (z. B. Rückseite) kann eine Innenfläche des Beleuchtungsmoduls 100 sein. Wie gezeigt sind die erste und die zweite Seite (174 und 175) eben. Es werden aber andere Geometrien der ersten und der zweiten Seite erwogen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 umfasst das Beleuchtungsmodul 100 den abnehmbaren Fensterrahmen 108, der an dem Gehäuse 104 des Beleuchtungsmoduls 100 befestigt ist. 2 veranschaulicht den Fensterrahmen 108, der von dem Gehäuse 104 des Beleuchtungsmoduls 100 abgenommen ist. Bei diesem beispielhaften Beleuchtungsmodul 100 ist der Fensterrahmen 108 mittels eines Verbindungselements 114 an dem Gehäuse 104 befestigt. Das Verbindungselement 114 kann in einem Beispiel ein anderes Material als das Gehäuse 104 umfassen. Zum Beispiel kann das Verbindungselement 114 ein Polymermaterial umfassen, und das Gehäuse 104 kann Metall umfassen, oder umgekehrt. In anderen Beispielen können das Verbindungselement 114 und das Gehäuse 104 aber ähnliche Materialien umfassen. Schraublöcher 116 sind mit Schraublöchern 117 in dem Gehäuse 104 ausgerichtet, und Schrauben 118 erstrecken sich durch ausgerichtete Schraublöcher 116, 117, um das Verbindungselement 114 (und in diesem Beispiel den gesamten Fensterrahmen 108) funktionell an dem Gehäuse 104 zu befestigen.
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Unter Bezugnahme nun auf 3 und 4 befestigen Schrauben 119, die sich durch Schraublöcher 121, 123 in dem Rahmen 110 bzw. dem Verbindungselement 114 erstrecken, den Rahmen 110 an dem Verbindungselement 114. Die Schrauben 119 erstrecken sich in einer Richtung parallel zur ersten Seite 174 und/oder zur zweiten Seite 175 des Fensters 112 in die Schraublöcher 121. In anderen Beispielen können aber andere Schraubenausrichtungen verwendet werden.
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Ferner erstrecken sich Schrauben 120 durch die in dem Verbindungselement 114 ausgebildeten Schraublöcher 115. Die Schrauben 120 erstrecken sich in einer Richtung senkrecht zur ersten Seite 174 und/oder zur zweiten Seite 175 des Fensters 112 in die Schraublöcher 115. Es werden aber andere Schraubenausrichtungen erwogen. Ferner erstrecken sich in dem dargestellten Beispiel die Schrauben 120 nicht über eine Außenfläche 176 des Gehäuses 104 hinaus. Es versteht sich, dass die Schrauben ein einfaches Abnehmen des Fensters 112 und des entsprechenden Rahmens 110 zwecks Reparatur, Austausch etc. ermöglichen.
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8 veranschaulicht die Querschnittansicht des montierten Fensterrahmens 108, bei dem sich die Schraube 120 durch das Schraubloch 115 erstreckt und sich die Schraube 119 durch das Schraubloch 121 in dem Rahmen 110 und das Schraubloch 123 in dem Verbindungselement 114 erstreckt, um diese funktionell miteinander zu befestigen.
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In manchen Beispielen umfasst der Fensterrahmen 108 des Beleuchtungsmoduls 100 eine Dichtung 122, die zwischen dem Rahmen 110 und einem Teil des Fensters 112 positioniert ist, der an dem Rahmen 110 befestigt ist, wie in 4 gezeigt ist. In diesem Beispiel ist das Fenster 112 nicht dauerhaft an den Rahmen 110 geklebt oder anderweitig dauerhaft an diesem angebracht, wie es bei herkömmlichen Beleuchtungsmodulen häufig zu finden ist. Das Fenster 112 und der Rahmen 110 sind vielmehr aneinander befestigt. Die Dichtung 122 ist zwischen dem Rahmen 110 und einem Teil des Fensters 112 positioniert, der an dem Rahmen 110 funktionell befestigt ist, und dient als Grenzfläche zwischen dem Teil des Fensters 112 und dem Teil des Rahmens 110, die aneinander befestigt sind, wie in 5–8 am besten gezeigt ist. Die Dichtung 122 umfasst in manchen Beispielen ein ausdehnbares Material, das ein Ausdehnen und Zusammenziehen des Rahmens ermöglicht, wenn die Temperatur des Beleuchtungsmoduls 100 während Nutzung steigt und sinkt, was bei vielen Materialien, die häufig in dem Rahmen 110 verwendet werden (z. B. Aluminium), natürlich vorkommt.
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Bei früheren Beleuchtungsmodulen umfasst das Fenster ein relativ unbiegsames Material, das sich nicht stark wie der Rahmen (oder gar nicht) ausdehnt und zusammenzieht. Da das Fenster und der Rahmen bei diesen herkömmlichen Beleuchtungsmodulen dauerhaft und direkt aneinander angebracht sind und sie unterschiedliche Fähigkeiten aufweisen, sich als Reaktion auf Wärme auszudehnen und zusammenzuziehen, übt das Ausdehnen und Zusammenziehen des Rahmens übermäßige mechanische Spannung an der Grenzfläche zwischen dem Fenster und dem Rahmen aus. Eine solche auf die Grenzfläche ausgeübte mechanische Spannung bewirkt ein Wegbrechen des Fensters weg von dem Rahmen und ein mögliches Beschädigen und/oder Zerbrechen des Fensters in dem Prozess.
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4 veranschaulicht eine Explosionsansicht des Beleuchtungsmoduls 100. Die ausdehnbare Dichtung 122 des offenbaren Beleuchtungsmoduls 100 ist in 4 gezeigt. Die ausdehnbare Dichtung 122 sieht eine Grenzfläche zwischen dem ausdehnbaren Rahmen 110 und dem weniger (oder gar nicht) ausdehnbaren Fenster 112 vor, um ein Ausdehnen des Rahmens 110 zuzulassen, ohne dass verglichen mit herkömmlichen Beleuchtungsmodulkonfigurationen das Ausdehnen des Fensters 112 und das Reduzieren des auf das Fenster 112 übertragenen Kraftbetrags erforderlich ist, wenn sich der Rahmen ausdehnt. In den offenbarten beispielhaften Beleuchtungsmodulen 100 dehnt sich der Rahmen 110 aus, wenn sich das Beleuchtungsmodul 100 während Nutzung erwärmt. Die ausdehnbare Dichtung 122 lässt ein Bewegen des Fensters 112 und des Rahmens 110 zueinander zu und ”absorbiert” das Ausdehnen des Rahmens 110, wenn sich die Dichtung 122 selbst ausdehnt und/oder streckt, um dem Ausdehnen des Rahmens 110 Rechnung zu tragen, statt diese Kräfte direkt auf das Fenster 112 zu übertragen. Eine solche Konfiguration wahrt die Unversehrtheit des Fensters 112 und verhindert Beschädigung und Abnutzung des Fensters 112, was die Lebensdauer des Fensters 112 steigert und die Gesamtkosten für die Erhaltung des Beleuchtungsmoduls 100 senkt. Weiterhin kann die Dichtung 122 den Wärmebetrag reduzieren, der von dem Gehäuse 104 auf das Fenster 112 übertragen wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer thermischen Degradation des Fensters reduziert wird. Die Dichtung 122 ist in dem dargestellten Beispiel von rechteckiger Form. Zudem umfasst die Dichtung 122 eine Vorderseite 177 und eine Rückseite 178. Die Vorderseite 177 kann mit dem Gegenabschnitt 140 in flächig anliegendem Kontakt stehen, wenn das Beleuchtungsmodul 100 zusammengebaut wird. Die Rückseite 178 kann mit dem Fenster 112 in flächig anliegendem Kontakt stehen, wenn das Beleuchtungsmodul 100 zusammengebaut wird. Somit erstreckt sich die Dichtung 122 um den Umfang des Fensters 112, wenn das Beleuchtungsmodul 100 zusammengebaut wird.
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In manchen Ausführungsformen ist der Rahmen 110 aus Aluminium und das Fenster 112 ist aus Glas. In einem anderen Beispiel kann das Fenster aber ein Polymermaterial umfassen und/oder der Rahmen 110 kann Stahl umfassen. Wenn die Licht abstrahlenden Elemente 102 Licht abstrahlen und Wärme erzeugen, dehnt sich das Aluminium in dem Rahmen 110 natürlich aus. Das Glasfenster 112 weist eine viel niedrigere Ausdehnungsrate als Reaktion auf Wärme auf und kann nicht den gleichen Umfang an Ausdehnung halten wie der Aluminiumrahmen 110. Im Wesentlichen dient die Dichtung 122 als biegsame Grenzfläche zwischen dem Aluminiumrahmen 110 und dem Glasfenster 112, die Kraft ”absorbiert”, die erzeugt wird, wenn sich der Aluminiumrahmen 110 ausdehnt und das Glasfenster 112 nicht (oder sich bezüglich des Umfangs der Ausdehnung des Aluminiumrahmens 110 langsam ausdehnt).
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Ferner trägt das Vorhandensein einer ausdehnbaren Dichtung 122 dazu bei, eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Fenster 112 und dem Rahmen 110 vorzusehen, wenn sie funktionell aneinander befestigt sind. Viele UV-Härtungsanwendungen nutzen das Beleuchtungsmodul 100, das regelmäßig mit verschiedenen Reinigungslösungen und Lösungsmitteln gereinigt werden muss. Zum Beispiel wird das Beleuchtungsmodul 100 während des UV-Härtens von Druckfarbe verwendet. Während des Härtungsprozesses wird Druckfarbe manchmal auf dem Fenster 112 abgeschieden und muss mit flüssigen Reinigern entfernt werden. Wenn der Reiniger direkt auf das Fenster oder ein Tuch, das über das Fenster gewischt wird, aufgetragen wird, kann bei dem herkömmlichen Beleuchtungsmodul Flüssigkeit über die Grenzfläche zwischen dem Fenster und dem Rahmen in das Gehäuse des Beleuchtungsmoduls eindringen. Bei dem in 4 gezeigten Beleuchtungsmodul 100 trägt die Dichtung 122 aber dazu bei, zwischen dem Fenster 112 und dem Rahmen 110 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung oder Grenzfläche vorzusehen, da sie ein flüssigkeitsabweisendes Material umfasst und sowohl an dem Rahmen 110 als auch dem Fenster 112 befestigt ist. Die flüssigkeitsdichte Abdichtung trägt dazu bei, ein Eindringen von Flüssigkeiten in das Innere des Gehäuses 104 und Beschädigen der darin platzierten Elektronik durch diese zu verhindern.
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Bei manchen Beispielen umfasst die ausdehnbare Dichtung 122 Polytetrafluorethylen (PTFE), das ein biegsames, ausdehnbares, hydrophobes Material ist. Die ausdehnbaren Eigenschaften einer PTFE-Dichtung 122 lassen ein Ausdehnen des Rahmens 110 zu, während das Fenster 112 feststehend (oder relativ feststehend) bleibt. Die hydrophoben Eigenschaften der PTFE-Dichtung 122 tragen dazu bei, an der Grenzfläche zwischen dem Rahmen 110 und dem Fenster ein Eindringen von Flüssigkeiten in das Gehäuse 104 zu verhindern. PTFE ist auch verschleißfest und beständig gegenüber Beschädigung durch UV-Licht, was PTFE zu einem ausgezeichneten Material für die Dichtung 122 macht, die in den Beleuchtungsmodulen 100 enthalten ist, die Licht abstrahlende Elemente 102 umfassen, die Licht bei einer Wellenlänge (oder einem Bereich von Wellenlängen) abstrahlen, die UV-Licht umfasst. Bei anderen Beispielen kann die Dichtung 122 ein Polymermaterial, Kautschuk (z. B. Kunstkautschuk, Naturkautschuk), ein elastomeres Material, etc. umfassen.
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Das Reduzieren der Wahrscheinlichkeit (z. B. Verhindern) des Eindringens von Flüssigkeiten in das Beleuchtungsmodul 100 wahrt die Unversehrtheit der in dem Gehäuse 104 platzierten Elektronik und verbessert die Gesamtzuverlässigkeit des Beleuchtungsmoduls 100. Wie bei der ausdehnbaren Dichtung 122 geben alle Grenzflächen oder Fugen zwischen Teilen an dem Beleuchtungsmodul 100 das Innere des Gehäuses 104 für die Möglichkeit des Eindringens von Flüssigkeiten und des Hervorrufens einer Beschädigung der Elektronik und anderer Elemente in dem Gehäuse 104 frei. Um dazu beizutragen, die Wahrscheinlichkeit des Eindringens von Flüssigkeiten in das Gehäuse 104 des Beleuchtungsmoduls 100 zu reduzieren (z. B. zu verhindern), wird an dem Fensterrahmen 108 an einer Fläche 146 ein Verbindungselement 114 befestigt und wird an einer gegenüberliegenden Fläche 148 an dem Gehäuse 104 befestigt, wie in 3–8 gezeigt ist. Das Verbindungselement 114 dient als Grenzfläche zwischen dem Fensterrahmen 108 und dem Gehäuse 104, die dazu beiträgt, das Gehäuse 104 und den Fensterrahmen 108 miteinander in einer Weise zu befestigen, die dazu beiträgt, ein Eindringen von Flüssigkeiten in das Gehäuse 104 zu verhindern. Das Verbindungselement 114 kann mit dem Gehäuse 104 gekoppelt werden.
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Bei Beispielen, die kein Verbindungselement 114 aufweisen, werden der Fensterrahmen 108 und das Gehäuse 104 direkt aneinander befestigt, was zwischen diesen eine einzige Fuge erzeugt. Bei Beispielen, die ein Verbindungselement 114 umfassen, erzeugt das Verbindungselement 114 zwei Fugen (Grenzflächen) 150, 152, eine 150 zwischen dem Verbindungselement 114 und dem Fensterrahmen 108 und eine zweite 152 zwischen dem Verbindungselement 114 und dem Gehäuse 104, wie in 1, 5 und 6 gezeigt ist. Das Aufnehmen von zusätzlichen Grenzflächen oder ”Fugen” trägt dazu bei, ein Eindringen von Flüssigkeiten in das Innere des Gehäuses 104 und Beschädigen oder Zerstören der Innenkomponente durch Vorsehen eines komplizierteren Weg, auf dem Flüssigkeit in das Gehäuse 104 eindringt, zu verhindern. Überlappende Fugen oder Grenzflächen sehen einen noch größeren Schutz vor einem Eindringen von Flüssigkeiten in das Gehäuse 104 vor. Häufig, wenn auch nicht immer, umfassen die Grenzflächen 150, 152 zwischen dem Verbindungselement 114 und dem Gehäuse 104 und dem Rahmen 110 jeweils überlappende Ecke(n) oder andere Ränder statt eines einfachen geradlinigen Wegs, die einen noch komplizierteren Weg von Außen ins Innere des Beleuchtungsmoduls 100 erzeugen. Das Verbindungselement 114 ist in diesen Beispielen ein gesondertes Element zu sowohl dem Fensterrahmen 108 als auch dem Gehäuse 104.
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Eine andere Ausgestaltung des offenbarten Beleuchtungsmoduls 100, die dazu beiträgt, ein Eindringen von Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses 104 zu verhindern, umfasst Halterungselement(e) 124, die an der Innenfläche 126 statt der Außenfläche 128 des Rahmens 110 positioniert sind, die das Fenster 112 und den Rahmen 110 aneinander befestigen. Diese inneren Halterungselemente 124 verwirklichen auch andere Vorteile für das Beleuchtungsmodul 100, da sie die Menge unhandlicher Hardware reduzieren, die sich an der Außenfläche 128 des Beleuchtungsmoduls 100 befindet, und dem Beleuchtungsmodul 100 ein gleichmäßiges Gesamterscheinungsbild verleihen.
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Zum Beispiel umfasst der Fensterrahmen 108 des Beleuchtungsmoduls 100, der in 3–5 gezeigt ist, mehrere Halterungselemente 124, die das Fenster 112 und den Rahmen 110 aneinander befestigen. Die Halterungselemente 124 sind an der Innenfläche 126 des Rahmens 110 befestigt und befestigen das Fenster 112 an dem Rahmen 110. In diesem bestimmten Beispiel sind die Halterungselemente 124 Edelstahlklammern, die an oder nahe dem Rand des Fensters 112 an dem Rahmen 110 befestigt sind. Wie in 5 gezeigt erstrecken sich die Edelstahlklammern 124 weg von der Innenfläche 126 des Rahmens 110 und über den Rand des Fensters 112, um das Fenster 112 eng an dem Rahmen 110 zu befestigen.
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Das beispielhafte Beleuchtungsmodul 100 umfasst ein zugehöriges Halterungselement, bei dem Laschen 130 integral mit dem Rahmen 110 ausgebildet sind und sich weg von dem Rahmen 110 erstrecken, um eine Raum 132 festzulegen, in dem der Rand des Fensters 112 positioniert wird, wie in 3, 4, 6 und 7 am besten gezeigt ist. Die Laschen 130 sind in dem dargestellten Beispiel gebogen. Die Biegung reduziert die Wahrscheinlichkeit eines Abriebs des Fensters 112 während Fertigung, Reparatur und Austausch. Es werden aber andere Laschengeometrien erwogen.
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Die Klammern 123 und die Dichtung 122, die in 4 gezeigt ist, können an gegenüberliegenden Seiten des Fensters 112 positioniert werden. Somit kann das Fenster 112 zwischen den Klammern 124 und der Dichtung 122 positioniert werden. Auf diese Weise kann die Position des Fensters 112 bezüglich des Gehäuses 104 und des Rahmens 110 bei Bedarf im Wesentlichen fixiert sein.
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Die Klammern 124 können mit den Klammerhalterungen 179 in dem Rahmen 110 abnehmbar gekoppelt sein. 5 zeigt eine Seitenansicht von zwei der Klammern 134 und der entsprechenden Klammerhalterungen 179. Wie gezeigt werden die Klammern 124 in Öffnungen in den Klammerhalterungen 179 geschoben. Ein gebogener Abschnitt 180 der Klammer übt auf Seiten der Klammerhalterung eine Seitenkraft aus, um die Position der Klammer und Klammerhalterung zu fixieren. Als Bezugspunkt ist eine Seitenachse vorgesehen. Die Klammern 134 können in manchen Beispielen Metall, etwa Aluminium, umfassen.
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Zurück zu 3, 4, 6 und 7 tragen die Laschen 130 dazu bei, wenn der Rand des Fensters 112 in diesem Raum 132 positioniert ist, ein Ablösen des Fensters 112 von dem Rahmen 110 zu verhindern. Wie in 7 gezeigt erstrecken sich die Laschen 130 seitlich über das Fenster 112 und können mit einem Abschnitt des Fensters in flächig anliegendem Kontakt stehen. Als Bezugspunkt ist eine Seitenachse vorgesehen. Wie in 6 gezeigt ist, ist das Fenster 112 zwischen den Laschen 130 und der Dichtung 122 positioniert. Bei dem in 3 und 4 gezeigten Beleuchtungsmodul 100 umfasst der Rahmen 110 Laschen 130 und biegsame nicht rostende Klammern 124, um das Fenster 112 an verschiedenen Stellen, die voneinander beabstandet sind, um den Umfang des Fensters 112 funktionell an dem Fenster 112 zu befestigen. 5 zeigt eine Querschnittansicht der Edelstahlklammern 124, die das Fenster 112 und den Rahmen 110 aneinander befestigen oder ”sandwichartig” einschließen (wobei die Dichtung 122 zwischen dem Fenster 112 und dem Rahmen 110 positioniert ist).
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6 zeigt eine Querschnittansicht des Fensterrahmens 108, die die integral mit dem Rahmen 110 ausgebildete Lasche 130 zeigt. Ein Rand des Fensters 112 ist in dem Raum 132, der zwischen dem Rahmen 110 und der Lasche 130 festgelegt ist, positioniert. Die Lasche 130 kann als starrer Halterungsmechanismus zum funktionellen Befestigen des Fensters 112 an dem Rahmen 110 dienen. Die Lasche 130 kann der Edelstahlklammer 124, die als primärer Halterungsmechanismus dienen kann, um das Fenster 112 einigermaßen an dem Rahmen 110 zu befestigen, untergeordnet sein. Dies ist nur ein Beispiel und die Komponenten können andere Konfigurationen annehmen. 7 zeigt eine alternative Ausführungsform der Lasche 130. Der in 3 gezeigte beispielhafte Fensterrahmen 108 umfasst alle drei gerade beschriebenen Halterungsmechanismen: mehrere Edelstahlklammern 124 und mehrere Laschen 130 beider Ausführungsformen.
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Die Festigkeit der in dem Fenster 112 verwendeten Materialien beeinflusst die Zuverlässigkeit des Beleuchtungsmoduls 100. Wie vorstehend erläutert umfasst in den in 1–8 gezeigten Beispielen das Fenster 112 Glas und der Rahmen 110 umfasst Aluminium. Wie ebenfalls vorstehend beschrieben ist, erzeugt das Beleuchtungsmodul 100 während der Nutzung Wärme und bewirkt ein Ausdehnen und Zusammenziehen des Rahmens 110 als Reaktion auf die Wärme. Der Prozess das Ausdehnens und Zusammenziehens übt Scher- und andere Kräfte auf das Glasfenster 112 aus. Glas ist verglichen mit Aluminium kein biegsames Material, so dass es sich während dieses Prozesses des Ausdehnens und Zusammenziehens nicht so stark wie der Aluminiumrahmen 110 biegt. Das Steigern der Dicke des Glases steigert aber die Fähigkeit des Glases, größeren Scherkräften und anderen mechanischen Spannungen standzuhalten. In manchen Ausführungsformen weist das Glas eine Dicke von mindestens 2,75 mm in mindestens einigen Abschnitten des Fensters 112 auf. Es kann jede geeignete Dicke des Glases verwendet werden.
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Zum Beispiel umfasst das Beleuchtungsmodul 100 ein Glasfenster 112, das einen Sitz 134 an einer ersten Fläche 136 und eine glatte (z. B. ebene) Fläche an der gegenüberliegenden zweiten Fläche 138 umfasst, wie in 5–8 gezeigt ist. Der Sitz 134 erstreckt sich um den Umfang der ersten Fläche 136 des Glasfensters 112 und tritt mit einem entsprechenden Gegenabschnitt 140 des Rahmens 110 in Eingriff. Das ”gekerbte” Glasfenster 112 umfasst mit anderen Worten eine Stufenform, die sich um den Umfang einer Fläche 136 des Glasfensters 112 erstreckt, wie in 5–8 gezeigt ist. Daher kann ein äußerer Abschnitt des Fensters 112 eine kleinere Dicke als ein innerer Abschnitt des Fensters aufweisen. Der äußere Abschnitt kann den inneren Abschnitt umschließen.
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Ferner ist, wie in 5 und 6 gezeigt, der Gegenabschnitt 140 von der Innenfläche 126 ausgespart, um die Dichtung 122 aufzunehmen. Auf diese Weise kann es einfach sein, die Dichtung während Konstruktion, Reparatur und/oder Austausch in einer erwünschten Position in dem Beleuchtungsmodul auszurichten. Der Abschnitt des Rahmens 110, der an dem Glasfenster 112 befestigt wird, ist somit geformt, um einen Stufen- oder ”gekerbten” Gegenabschnitt 140 zu umfassen, der den gekerbten Abschnitt oder Sitz 134 des Glasfensters 112 ergänzt, wenn diese aneinander befestigt sind. Bei einer solchen Konfiguration weist der mittlere Abschnitt 142 des Glasfensters 112 (der Abschnitt, der von dem Sitz 134 umfangen ist, der sich um den Umfang des Glasfensters 112 erstreckt) eine größere Dicke 144 als der gekerbte Abschnitt oder Sitz 134 des Fensters 112 (z. B. des Glasfensters) auf, was den mittleren Abschnitt 142 stärker als den Sitz 134 macht. Somit könnte das Fenster 112 keine gleichmäßige Dicke haben. Es werden aber andere Geometrien des Fensters 112 erwogen. Bei einem flachen oder nicht gekerbten Glasfenster ist das Fenster 112 von gleichmäßiger Dicke, die insgesamt dünner ist, und ist damit zerbrechlicher und anfälliger für Beschädigung und Abnutzung als sein ”gekerbtes” Gegenstück. Der beispielhafte mittlere Abschnitt 142 des Fensters 112 kann eine Dicke von mindestens 2,75 Millimetern (mm) aufweisen. Es werden aber andere Dicken erwogen. Zum Beispiel kann die Dicke des mittleren Abschnitts 142 kleiner als 2,75 mm sein.
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8 zeigt eine Querschnittansicht der Schrauben 120, 119, die den Rahmen 110 an dem Befestigungselement 114 und das Befestigungselement 114 an dem Gehäuse 104 befestigen. Die Schrauben 120 sind senkrecht zu den Schrauben 119 angeordnet. Es werden aber andere relative Positionen erwogen. Die Schrauben 120, die das Verbindungselement 114 funktionell mit dem Gehäuse 104 verbinden, sind vorstehend beschrieben. Die Schrauben 119 befestigen den Rahmen 110 von einer Seitenfläche 156 des Rahmens 110 an dem Verbindungselement 114. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Stirnfläche 158 des Rahmens ein massives Material ohne Schraublöcher (oder andere Halterungsmechanismen) ist, was die Menge an Flüssigkeiten reduziert, die in das Gehäuse 104 wahrscheinlich eindringen, wenn die Stirnfläche 158 des Rahmens 110 nach oder während Nutzung gereinigt wird oder anderweitig Flüssigkeiten ausgesetzt wird.
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Wie vorstehend beschrieben machen viele Elemente des offenbarten Beleuchtungsmoduls das Austauschen des Fensterrahmens oder von Abschnitten davon verglichen mit den herkömmlicheren Beleuchtungsmodulen einfach.
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9 zeigt ein Verfahren 900 zum Austauschen eines Fensterrahmens eines Beleuchtungsmoduls. Verfahren 900 kann genutzt werden, um einen vorstehend bezüglich 1–8 beschriebenen Fensterrahmen des Beleuchtungsmoduls auszutauschen und/oder herzustellen, oder kann verwendet werden, um einen anderen geeigneten Fensterrahmen und ein anderes geeignetes Beleuchtungsmodul auszutauschen und/oder herzustellen.
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Bei 902 umfasst das Verfahren das Herstellen eines Gehäuses, das mindestens eine Öffnung festlegt. Bei 904 umfasst das Verfahren das Positionieren einer Anordnung von Licht abstrahlenden Elementen in dem Gehäuse. Als Nächstes umfasst das Verfahren bei 906 das Zusammenbauen eines Fensterrahmens, der einen selektiv von der Öffnung des Gehäuses abnehmbaren Rahmen umfasst, und eines Fensters, das funktionell an dem Rahmen befestigt ist. Bei 908 umfasst das Verfahren das funktionelle Befestigen des Fensterrahmens in der Öffnung des Gehäuses. Bei 910 umfasst das Verfahren das Abnehmen des Fensterrahmens von der Öffnung des Gehäuses und das Austauschen des Fensterrahmens mit einem Austauschfensterrahmen, der einen Austauschrahmen, der von der Öffnung des Gehäuses abnehmbar ist, und ein abnehmbares Austauschfenster, das an dem Austauschrahmen befestigt ist, umfasst.
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Ein Verfahren zum Austauschen eines Fensterrahmens in einem der offenbarten Beleuchtungsmodule beginnt mit dem Herstellen eines Gehäuses, das eine Öffnung festlegt, und dem Positionieren einer Anordnung von Licht abstrahlenden Elementen in dem Gehäuse in geeigneter Weise. Das Gehäuse wird in beliebiger geeigneter Weise aus einem beliebigen geeigneten Material bzw. Materialien hergestellt. Ein Fensterrahmen, der in einer der vorstehenden beschriebenen Weisen zusammengebaut ist, wird in der Öffnung des Gehäuses funktionell befestigt. Der Fensterrahmen ist abnehmbar und kann ausgetauscht werden, wenn er beschädigt oder abgenutzt ist. Zum Beispiel zeigt das in 1 und 2 gezeigte Beleuchtungsmodul den Fensterrahmen an dem Gehäuse des Beleuchtungsmoduls befestigt bzw. davon abgenommen. Ferner sind das Fenster und der Rahmen voneinander abnehmbar, was das Austauschen des Fensters einfach macht, wenn es abgenutzt oder beschädigt ist.
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Es wurden viele Vorteile der offenbarten Beleuchtungsmodule beschrieben. Einem Fachmann des Gebiets werden aber bei Lesen dieser Offenbarung zusätzliche hierin nicht beschriebene Vorteile einfallen. Ferner können einige Elemente der offenbarten Beleuchtungsmodule durch geeignete Ersatzelemente ersetzt werden. Zum Beispiel können die vorstehend beschriebenen Halterungselemente beliebige geeignete mechanische Konnektoren umfassen. Wenngleich bisher bestimmte Ausführungsformen für ein Verfahren und eine Vorrichtung für Lichthärtungsprozesse beschrieben wurden, ist es nicht gewollt, dass diese spezifischen Hinweise als Einschränkungen des Schutzumfangs dieser Erfindung betrachtet werden, soweit sie nicht in den folgenden Ansprüchen dargelegt sind.
