EP2659182B1 - Befestigen von träger und abdeckung einer leuchtvorrichtung - Google Patents

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EP2659182B1
EP2659182B1 EP12722314.7A EP12722314A EP2659182B1 EP 2659182 B1 EP2659182 B1 EP 2659182B1 EP 12722314 A EP12722314 A EP 12722314A EP 2659182 B1 EP2659182 B1 EP 2659182B1
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EP
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connecting element
cover
lighting device
mount
latching
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Peter Sachsenweger
Guenter Hoetzl
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Osram GmbH
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Osram GmbH
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making

Definitions

  • the invention relates to a lighting device, comprising a carrier, which is equipped with at least one electronic component and at least one semiconductor light source, a cover for covering at least one electronic component and having at least one connecting element for attaching the cover to the carrier.
  • the invention is particularly preferably used in lighting modules, in particular semiconductor lighting modules, in particular LED modules.
  • lighting devices of the type mentioned are known in which the cover is clamped to the carrier by means of separate brackets.
  • these can be solved by a mechanical stress and are also relatively expensive.
  • lighting devices of the type mentioned are known in which the cover is screwed to the carrier by means of associated through-bolts. However, this can lead to tension of the cover and / or the carrier.
  • the WO 2011/045336 A1 shows a lighting device in which an optical element on a circuit board by means of SMD soldering attached holding devices is held by a latching connection.
  • the improvement may relate in particular to a simplified installation and good long-term stability of the lighting device.
  • a lighting device comprising a carrier, which is equipped with at least one electronic component and at least one semiconductor light source, a cover for covering at least one electronic component and having at least one connecting element for attaching the cover to the carrier, wherein the connecting element is connected by means of a non-latching connection with the carrier and by means of a latching connection with the cover.
  • this fastener By this fastener a secure, long-term stable and easy to handle mounting technology attachment or connection between the carrier and the cover is achieved.
  • the cover can be easily mounted on the support (possibly via an intermediate element) and locked securely and permanently with the connecting element.
  • a connection is provided with an increased positional accuracy, which can fasten the connecting element, in particular, to the carrier in a different manner than merely in a form-fitting manner.
  • the at least one electronic component may comprise, for example, a resistor, a capacitor, a coil and / or an integrated circuit, in particular in SMD construction.
  • the at least one electronic component may, for example, be a driver circuit or a part of a driver circuit for Operating the represent at least one semiconductor light source.
  • the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color may be monochrome (e.g., red, green, blue, etc.) or multichrome (e.g., white).
  • the light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED).
  • IR LED infrared light
  • UV LED ultraviolet light
  • Several light emitting diodes can produce a mixed light; e.g. a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED).
  • the phosphor can alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor").
  • the at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate (“submount").
  • the at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • organic LEDs e.g. based on InGaN or AlInGaP
  • the at least one semiconductor light source may be e.g. have at least one diode laser.
  • the carrier may in particular be a printed circuit board or circuit board.
  • the cover may cover only the at least one electronic component or may also cover the at least one semiconductor light source (translucent).
  • the latching connection may be configured detachable or non-detachable.
  • the non-latching connection may in particular be a fixed connection in the sense that it forms a permanent connection, which in particular is non-detachable or can only be released under considerable force expenditure which does not occur under normal mechanical stresses.
  • the connecting element is inserted in an associated recess of the carrier. This enables a mounting technology simple and secure attachment of the connecting element to the carrier.
  • the connecting element can be inserted from a side facing the cover into the carrier. This makes a simple installation possible. It can also be avoided that the connecting element can be released from the side of the wearer to prevent, for example, unauthorized or unintentional release of the connection.
  • the connecting element can be inserted from a side facing the carrier into the cover. This makes a simple installation possible. It can also be avoided that the connecting element can be released from the side of the cover, for example, to prevent unauthorized or unintentional release of the connection.
  • the connecting element can be inserted from a side facing the cover into the carrier and from a side facing the carrier into the cover, a connection is achieved which is particularly well secured against unintentional or unauthorized loosening.
  • the recess in the carrier is a passage through the carrier, for example a hole. So for example, a secure fit of the connecting element in the recess can be achieved.
  • the recess can also be used as a passage for further elements, for example for carrying out a screw for fastening the finished lighting device, for example on a base.
  • the connecting element is a press / latching connection element which is held by means of a press connection at least non-positively in the associated recess of the carrier.
  • the recess is for making the press fit in particular slightly narrower than the part to be inserted into the recess of the press / latching connection element.
  • a length of the press connection may e.g. be selected depending on a thickness of the carrier and / or an excess of the press connection.
  • the press connection is easy to form to achieve a desired interference fit.
  • the press connection may in particular only be separable with considerable mechanical effort.
  • the connecting element is a screw / detent connecting element which can be screwed into the associated recess of the carrier.
  • the screw / locking connection element may in particular have a screw thread.
  • the screw thread may be for easy screwing to the carrier in particular a self-tapping thread.
  • the connecting element is an adhesive / latching connecting element which can be glued into the associated recess of the carrier.
  • the connecting element has at least one contact surface for abutment of the connecting element on the carrier.
  • a desired insertion depth of the connecting element can be precisely adjusted during its assembly by simple means.
  • the connecting element has at least one latching projection on which at least one associated latching hook of the cover is latched. So can be made in a simple way, the locking connection.
  • an undercut of the latching projection which is in particular in a form-locking engagement with the at least one associated latching hook, is chamfered outwardly to provide a releasable latching connection.
  • a force to be released for releasing the catch connection can be set, for example, by fixing an angle of attack and / or a pitch geometry of the undercut.
  • an undercut of the latching projection which is in particular in a positive engagement with the latching hook, is chamfered inwardly to provide a permanent connection.
  • a laterally inwardly projecting latching lug of the latching hook may in particular be curved.
  • the connecting element has an axially at least twice stepped outer contour, wherein a narrowest riser is inserted into the associated recess of the carrier, a first, inner (step) step serves as the contact surface and a second, outer (step -) step serves as an undercut of the locking projection.
  • the connecting element has a cylindrical, in particular circular cylindrical, basic shape. This embodiment is particularly suitable for simply screwing the screw / locking connection element and for easy insertion of the press / latching connection element by means of a rotary movement.
  • the connecting element has a tubular basic shape.
  • an interior space for accommodating and / or performing other elements e.g. an electrical line or another fastener, in particular a screw can be used, which facilitates installation of the lighting device.
  • the connecting element has at its end inserted into the recess of the carrier an end tapering chamfer or chamfering.
  • an end tapering chamfer or chamfering is facilitated.
  • the cover has at least one recess into which the connecting element is inserted or used. This allows in particular a radial guidance of the cover during assembly. Between a margin of the recess of the cover and the outer contour of the connecting element, a gap can be provided as a tolerance compensation and to compensate for different thermal coefficients of linear expansion in order to avoid mechanical tension. It is a further development that an upper edge of the connecting element adjoins the cover on the outside, at least flush, ie flush, or projects out of the recess of the cover.
  • This upper edge can be used on the one hand as a force introduction surface during assembly of the connecting element and on the other hand for power transmission during installation of the finished lighting device, eg for a screw head of a screw for screwing the lighting device to a substrate.
  • a force applied to the upper edge is transmitted in the axial direction through the contact surface of the connecting element to the carrier.
  • a power transmission through the cover is avoided and the risk of permanent deformation or cracking, in a cover made of plastic and a Kunststoffelelation excluded.
  • a consistent thermal connection of the lighting device to a substrate can be ensured, and consequently an accelerated aging of the semiconductor light sources can be avoided and a constant luminous flux can be supported over the lifetime.
  • the at least one latching hook emanates from an edge of the recess.
  • the at least one latching hook can in particular be directed inward, ie inside, and consequently not accessible from the outside. As a result, a tamper-proof, positive locking connection is made possible.
  • the at least one latching hook can also depart from another area of the cover.
  • the carrier has a first region which is equipped with at least one light source and has a second region which is equipped with at least one electronic component, and the cover at least the second region (ie, only the second area or the second and the first area) covered.
  • the light emitted by the at least one semiconductor light source light can be emitted with low losses of the lighting device.
  • the carrier is circular
  • the first region is a central region
  • the second region is an annular region surrounding the central region.
  • the cover therefore also has, in particular, an annular basic shape.
  • the connecting element may in particular be a metallic element.
  • the cover may in particular be a plastic cover.
  • the lighting device can basically be a lamp, a lamp, a lighting module or a lighting system.
  • an embodiment is particularly preferred as a lighting module, in particular LED module.
  • the lighting module may not have its own power supply, but may, in particular connected to further lighting modules, be connected to a power supply, e.g. a transformer or a ballast, be connected.
  • a connecting element which is designed for use with the lighting device as described above.
  • Such a connecting element has the same advantages as the lighting device and can be configured analogously to the connecting element described above.
  • the object is also achieved by a method for attaching a cover to a carrier of the lighting device as described above, wherein the method comprises at least the following steps: (a) insertion (eg insertion and / or screwing) of the at least one connecting element into an associated recess and (b) placing the cover on the carrier and latching the cover on the at least one connecting element.
  • a method for attaching a cover to a carrier of the lighting device comprises at least the following steps: (a) insertion (eg insertion and / or screwing) of the at least one connecting element into an associated recess and (b) placing the cover on the carrier and latching the cover on the at least one connecting element.
  • the method may comprise at least the following steps: (a) pressing in the at least one pressing / latching connecting element into an associated recess of the carrier and (b) placing the cover on the carrier and engaging the carrier on the at least one pressing / latching element. connecting element.
  • Fig.1 shows a sectional view in a view obliquely from above of a lighting device in the form of an LED module 1 with a serving as a carrier circular disk circuit board 2.
  • a shown front of the circuit board 2 is in a first, central area 3 with at least one semiconductor light source in the form of one or more Light-emitting diodes 4 equipped.
  • the at least one light-emitting diode 4 is covered by a common lens 5 in the form of a lens.
  • the front side of the printed circuit board 2 is equipped with a plurality of electronic components 7 in a second region 6 that surrounds the central region 3 in a ring shape.
  • the electronic components 7 are covered for their protection by means of an annular cover 8 made of opaque plastic.
  • the cover 8 is placed on the circuit board 2 and is connected or fixed with it by means of two metallic fasteners 9.
  • the connecting elements 9 are each connected by means of a non-latching connection with the circuit board 2 and by means of a latching connection with the cover 8.
  • each of the connecting elements 9 has a hollow cylindrical or tubular basic shape.
  • the connecting element 9 has an axially doubly stepped outer contour.
  • the stepped outer contour has a narrowest (vertical) riser 10 (with the smallest outer diameter), which is frictionally inserted from the front side of the printed circuit board 2 into an associated circular, continuous recess 11 of the printed circuit board 2 or with a press fit.
  • the interference fit is achieved in that a diameter of the recess 11 is slightly smaller than the outer diameter the riser 10.
  • the respective connecting element 9 thus protrudes at a front side of the circuit board 2 in the direction of the cover 8 upwards.
  • the connecting element 9 At its (lower) end 12 inserted into the recess 11 of the printed circuit board 2, the connecting element 9 has a chamfer 13 tapering towards the end 12. As a result, a radial determination between the connecting element 9 and the recess 11 is facilitated.
  • the second stage 15 has the largest outer diameter and serves as an undercut of a formed by the largest outer diameter, laterally encircling locking projection 16th
  • An upper, horizontal edge 17 of the connecting element 9 has a (slightly chamfered on both sides) circular ring shape. This upper edge 17 can serve as a force introduction surface during assembly of the connecting element 9.
  • the cover 8 has above the connecting element 9 a circular recess 18, the edge 19 has a diameter which is slightly larger than the (largest) diameter of the locking projection 16.
  • the connecting element 9 fits with a small gap or clearance in the recess 18th , which is facilitated by the chamfering of the upper edge 17.
  • the clearance provides tolerance compensation and compensation for different coefficients of thermal expansion in order to avoid mechanical stresses.
  • latching hooks 20 From the edge 19 of the recess 18 protrude four at the edge 19 equidistantly arranged latching hooks 20 vertically downwards or in the direction of the circuit board 2.
  • the lugs 21 of the latching hooks 20 are directed in the direction of the recess 18 (inward).
  • FIG. 3 shows the LED module 1 partially enlarged in a state in which now the cover 8 has been lowered so far that it is attached to the connecting element 9.
  • FIG 4 shows the LED module 1 partially enlarged in a state in which the cover 8 is now locked to the connecting element 9 and thus with the circuit board 2 finished.
  • Figure 5 shows in section the whole LED module 1 in this state.
  • the latching hooks 20 are now latched to the latching projection 16 of the associated connecting element 9 by the lugs 21 are in engagement with the serving as an undercut second stage 15.
  • the second stage 15 is designed horizontally here, so that the latching connection is not solvable.
  • the cover 8 is lowered so far onto the printed circuit board 2 that the upper edge 17 of the connecting element 9 is substantially flush with the cover 8.
  • screws o.Abb.
  • a screw head of these screws preferably on the upper edge 17 of the respective Connecting element 9 rests.
  • a force applied by the screw head on the upper edge 17 is transmitted in the axial direction by serving as a contact surface riser 10 of the connecting element 9 to the circuit board 2.
  • a power transmission through the cover 8 is avoided.
  • Such a screw can also serve a more secure attachment and attitude of the cover 8 on the circuit board 2.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufweisend einen Träger, der mit mindestens einem elektronischen Bauelement und mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückt ist, eine Abdeckung zum Abdecken zumindest eines elektronischen Bauelements und aufweisend mindestens ein Verbindungselement zum Befestigen der Abdeckung mit dem Träger. Die Erfindung ist besonders bevorzugt einsetzbar bei Leuchtmodulen, insbesondere Halbleiter-Leuchtmodulen, insbesondere LED-Modulen.
  • Es sind Leuchtvorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Abdeckung mit ihrem Auflagerand an dem Träger festgeklebt wird. Dabei ist nachteilig, dass diese Verklebung einen vergleichsweise hohen Montageaufwand benötigt und die Leuchtvorrichtung nach dem Kleben großflächig aushärten muss. Zudem wird vergleichsweise viel Klebstoff benötigt.
  • Auch sind Leuchtvorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Abdeckung an dem Träger mittels separater Klammern angeklemmt wird. Diese können sich jedoch bei einer mechanischen Beanspruchung lösen und sind zudem vergleichsweise teuer.
  • Auch sind Leuchtvorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Abdeckung an dem Träger mittels zugehöriger Durchgangsschrauben verschraubt wird. Jedoch kann es hier zu Verspannungen der Abdeckung und/oder des Trägers kommen.
  • Die WO 2011/045336 A1 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der ein optisches Element an auf einer Platine mittels SMD-Löttechnik angebrachten Haltevorrichtungen durch eine Rastverbindung gehalten wird.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Befestigung eines Trägers und einer Abdeckung einer Leuchtvorrichtung bereitzustellen. Die Verbesserung mag sich insbesondere auf eine vereinfachte Montage und eine gute Langzeitbeständigkeit der Leuchtvorrichtung beziehen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend einen Träger, der mit mindestens einem elektronischen Bauelement und mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückt ist, eine Abdeckung zum Abdecken zumindest eines elektronischen Bauelements und aufweisend mindestens ein Verbindungselement zum Befestigen der Abdeckung an dem Träger, wobei das Verbindungselement mittels einer nichtrastenden Verbindung mit dem Träger und mittels einer Rastverbindung mit der Abdeckung verbunden ist.
  • Durch dieses Verbindungselement wird eine sichere, langzeitstabile und montagetechnisch gut handhabbare Befestigung oder Verbindung zwischen dem Träger und der Abdeckung erreicht. Die Abdeckung kann auf einfache Weise auf den Träger aufgesetzt werden (ggf. über ein Zwischenelement) und mit dem Verbindungselement sicher und dauerhaft verrastet werden. Durch das Vorsehen der nicht-rastenden Verbindung mit dem Träger wird eine Verbindung mit einer erhöhten Positionsgenauigkeit bereitgestellt, welche das Verbindungselement insbesondere auch anders als nur formschlüssig an dem Träger befestigen kann.
  • Das mindestens eine elektronische Bauelement mag beispielsweise einen Widerstand, einen Kondensator, einen Spule und/oder einen integrierten Schaltkreis umfassen, insbesondere in SMD-Bauweise. Das mindestens eine elektronische Bauelement mag beispielsweise eine Treiberschaltung oder einen Teil einer Treiberschaltung zum Betreiben der mindestens einen Halbleiterlichtquelle darstellen.
  • Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("remote phosphor"). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
  • Der Träger mag insbesondere eine Leiterplatte oder Platine sein.
  • Die Abdeckung mag nur das mindestens eine elektronische Bauelement abdecken oder mag auch die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (lichtdurchlässig) abdecken.
  • Die Rastverbindung mag lösbar oder nicht lösbar ausgestaltet sein.
  • Die nicht-rastende Verbindung kann insbesondere eine feste Verbindung in dem Sinne sein, dass sie eine dauerhafte Verbindung eingeht, welche insbesondere nicht-lösbar ist oder nur unter erheblichem, unter normalen mechanischen Beanspruchungen nicht auftretendem Kraftaufwand lösbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement in einer zugehörigen Aussparung des Trägers eingesetzt Dies ermöglicht eine montagetechnisch einfache und sichere Befestigung des Verbindungselements an dem Träger.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Verbindungselement von einer der Abdeckung zugewandten Seite in den Träger einsetzbar ist. Dadurch ist eine einfache Montage möglich. Auch kann so vermieden werden, dass das Verbindungselement von der Seite des Trägers her gelöst werden kann, um beispielsweise unbefugtes oder unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zu verhindern.
  • Es ist ebenfalls zweckmäßig, wenn das Verbindungselement von einer dem Träger zugewandten Seite in die Abdeckung einsetzbar ist. Dadurch ist eine einfache Montage möglich. Auch kann so vermieden werden, dass das Verbindungselement von der Seite der Abdeckung her gelöst werden kann, um beispielsweise unbefugtes oder unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zu verhindern. Insbesondere, wenn das Verbindungselement von einer der Abdeckung zugewandten Seite in den Träger und von einer dem Träger zugewandten Seite in die Abdeckung einsetzbar ist, wird eine Verbindung erzielt, die gegen unbeabsichtigtes oder unbefugtes Lösen besonders gut gesichert ist.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Aussparung in dem Träger eine Durchführung durch den Träger ist, z.B. eine Bohrung. So lässt sich beispielsweise ein sicherer Sitz des Verbindungselements in der Aussparung erreichen. Zudem kann die Aussparung auch als Durchführung für weitere Elemente genutzt werden, z.B. für zur Durchführung einer Schraube zur Befestigung der fertigen Leuchtvorrichtung, z.B. an einer Unterlage.
  • Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement ein Press/Rast-Verbindungselement welches mittels einer Pressverbindung zumindest kraftschlüssig in der zugehörigen Aussparung des Trägers gehalten wird. Die Aussparung ist zur Herstellung der Presspassung insbesondere etwas enger ausgebildet als der in die Aussparung einzuführende Teil des Press/Rast-Verbindungselements. Durch eine Einstellung dieser Fehlpassung oder dieses Übermaßes lässt sich der Pressdruck bzw. der Kraftschluss quantitativ einfach einstellen. Eine Länge der Pressverbindung kann z.B. in Abhängigkeit einer Dicke des Trägers und/oder eines Übermaßes der Pressverbindung gewählt werden. Die Pressverbindung ist einfach zur Erreichung einer gewünschten Presspassung ausformbar. Die Pressverbindung mag insbesondere nur noch mit einem erheblichen mechanischen Aufwand trennbar sein.
  • Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement ein Schraub/Rast-Verbindungselement welches in die zugehörige Aussparung des Trägers einschraubbar ist. Dazu mag das Schraub/Rast-Verbindungselement insbesondere ein Schraubgewinde aufweisen. Das Schraubgewinde mag zur einfachen Verschraubung an dem Träger insbesondere ein selbstschneidendes Gewinde sein.
  • Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement ein Kleb/Rast-Verbindungselement welches in die zugehörige Aussparung des Trägers einklebbar ist.
  • Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Verbindungselement mindestens eine Anlagefläche zum Anschlag des Verbindungselements auf dem Träger aufweist. So kann eine gewünschte Einsetztiefe des Verbindungselements bei dessen Montage mit einfachen Mitteln präzise eingestellt werden.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Verbindungselement mindestens einen Rastvorsprung aufweist, an welchem mindestens ein zugehöriger Rasthaken der Abdeckung eingerastet ist. So kann auf eine einfache Weise die Rastverbindung hergestellt werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass ein Hinterschnitt des Rastvorsprungs, der sich insbesondere in einem formschlüssigen Eingriff mit dem mindestens einen zugehörigen Rasthaken befindet, nach außen angefast ist, um eine lösbare Rastverbindung bereitzustellen. Eine zum Lösen der Rastverbindung aufzuwendende Kraft kann beispielweise durch eine Festlegung eines Anstellwinkels und/oder einer Anstellgeometrie des Hinterschnitts eingestellt werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass ein Hinterschnitt des Rastvorsprungs, der sich insbesondere in einem formschlüssigen Eingriff mit dem Rasthaken befindet, nach innen angefast ist, um eine unlösbare Rastverbindung bereitzustellen. Dazu mag eine seitlich nach innen vorspringende Rastnase des Rasthakens insbesondere gekrümmt sein.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Verbindungselement eine axial zumindest zweifach gestufte Außenkontur aufweist, wobei eine schmalste Setzstufe in die zugehörige Aussparung des Trägers eingesetzt ist, eine erste, innere (Tritt-)Stufe als die Anlagefläche dient und eine zweite, äußere (Tritt-) Stufe als ein Hinterschnitt des Rastvorsprungs dient. Dadurch werden die Funktionen des Anschlagens und des Rastens mittels eines einfach geformten und folglich preiswert herstellbaren Verbindungselements realisiert.
  • Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass das Verbindungselement eine zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige, Grundform aufweist. Diese Ausgestaltung eignet sich besonders zum einfachen Einschrauben des Schraub/Rast-Verbindungselements und zum einfachen Einsetzen des Press/Rast-Verbindungselements mittels einer Drehbewegung.
  • Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das Verbindungselement eine rohrförmige Grundform aufweist. So kann ein Innenraum zur Aufnahme und/oder Durchführung weiterer Elemente, z.B. einer elektrischen Leitung oder eines weiteren Befestigungselement, insbesondere einer Schraube, verwendet werden, was eine Installation der Leuchtvorrichtung erleichtert.
  • Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Verbindungselement an seinem in die Aussparung des Trägers eingesetzte Ende eine das Ende verjüngende Fase oder Anfasung aufweist. So wird eine radiale Findung zwischen dem Verbindungselement und der Aussparung in dem Träger erleichtert.
  • Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Abdeckung mindestens eine Aussparung aufweist, in welche das Verbindungselement eingesetzt oder einsetzbar ist. Dies ermöglicht insbesondere eine radialen Führung der Abdeckung während der Montage. Zwischen einem Rand der Aussparung der Abdeckung und der Außenkontur des Verbindungselements kann ein Spalt als Toleranzausgleich und zum Ausgleich von verschiedenen thermischen Längenausdehungskoeffizienten vorgesehen sein, um mechanische Verspannungen zu vermeiden. Es ist eine Weiterbildung, dass ein oberer Rand des Verbindungselements außenseitig zumindest bündig an die Abdeckung anschließt, d.h., bündig anschließt oder aus der Aussparung der Abdeckung hervorragt. Dieser obere Rand kann einerseits als eine Krafteinleitungsfläche während einer Montage des Verbindungselements und andererseits zur Kraftübertragung während einer Installation der fertigen Leuchtvorrichtung dienen, z.B. für einen Schraubkopf einer Schraube zum Verschrauben der Leuchtvorrichtung an einer Unterlage. Eine auf den oberen Rand aufgebrachte Kraft wird in axialer Richtung durch die Anlagefläche des Verbindungselements auf den Träger übertragen. Somit wird eine Kraftübertragung durch die Abdeckung vermieden und die Gefahr von bleibenden Verformungen oder einer Rissbildung, bei einer Abdeckung aus Kunststoff auch einer Kunststoffrelaxation, ausgeschlossen. Dadurch kann eine gleichbleibende thermische Anbindung der Leuchtvorrichtung an eine Unterlage gewährleistet werden und folglich können eine beschleunigte Alterung der Halbleiterlichtquellen vermieden werden und ein konstanter Lichtstrom über die Lebensdauer unterstützt werden.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Rasthaken von einem Rand der Aussparung ausgeht. Der mindestens eine Rasthaken kann insbesondere nach innen gerichtet, also innenliegend, sein und folglich von außen nicht zugänglich sein. Dadurch wird eine manipulationssichere, formschlüssige Rastverbindung ermöglicht. Jedoch kann der mindestens eine Rasthaken auch von einem anderen Bereich der Abdeckung abgehen.
  • Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Träger einen ersten Bereich aufweist, der mit mindestens einer Lichtquelle bestückt ist, und einen zweiten Bereich aufweist, der mit mindestens einem elektronischen Bauelement bestückt ist, und die Abdeckung zumindest den zweiten Bereich (d.h., nur den zweiten Bereich oder den zweiten und den ersten Bereich) überdeckt. So kann das von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle emittierte Licht mit geringen Verlusten von der Leuchtvorrichtung abgestrahlt werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass der Träger kreisförmig ist, der erste Bereich ein zentraler Bereich ist und der zweite Bereich ein den zentralen Bereich ringförmig umgebender Bereich ist. Die Abdeckung weist also insbesondere auch eine ringförmige Grundform auf.
  • Das Verbindungselement kann insbesondere ein metallisches Element sein. Die Abdeckung kann insbesondere eine Kunststoff-Abdeckung sein.
  • Die Leuchtvorrichtung kann grundsätzlich eine Lampe, eine Leuchte, ein Leuchtmodul oder ein Leuchtsystem sein. besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung als ein Leuchtmodul, insbesondere LED-Modul. Das Leuchtmodul mag insbesondere keine eigene Stromversorgung aufweisen, sondern mag, insbesondere mit weiteren Leuchtmodulen verschaltet, an eine Stromversorgung, z.B. einen Trafo oder ein Vorschaltgerät, anschließbar sein.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verbindungselement, welches zur Verwendung mit der Leuchtvorrichtung wie oben beschrieben ausgestaltet ist. Ein solches Verbindungselement weist die gleichen Vorteile auf wie die Leuchtvorrichtung und kann analog dem oben beschriebenen Verbindungselement ausgestaltet werden.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Befestigen einer Abdeckung an einem Träger der Leuchtvorrichtung wie oben beschrieben, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: (a) Einsetzen (z.B. Einstecken und/oder Eindrehen) des mindestens einen Verbindungselements in eine zugehörige Aussparung des Trägers und (b) Aufsetzen der Abdeckung auf den Träger und Einrasten der Abdeckung an dem mindestens einen Verbindungselement. Ein solches Verfahren weist die gleichen Vorteile auf wie die Leuchtvorrichtung und kann analog ausgestaltet werden.
  • Beispielsweise mag das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: (a) Einpressen des mindestens einen Press/Rast-Verbindungselements in eine zugehörige Aussparung des Trägers und (b) Aufsetzen der Abdeckung auf den Träger und Einrasten des Trägers an dem mindestens einen Press/Rast-Verbindungselement.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
    • Fig.1
    zeigt als Schnittdarstellung in einer Ansicht von schräg oben eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung mit einer noch von einem Träger getrennten Abdeckung;
    Fig.2
    zeigt als Schnittdarstellung in einer Ansicht von schräg oben einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen noch getrennten Leuchtvorrichtung im Bereich eines Verbindungselements;
    Fig.3
    zeigt eine zu Fig.2 ähnliche Darstellung mit einer nun an das Verbindungselement angesetzten Abdeckung;
    Fig.4
    zeigt eine zu Fig.2 und Fig.3 ähnliche Darstellung mit einer nun mit dem Verbindungselement verbundenen Abdeckung; und
    Fig.5
    zeigt in einer zu Fig.1 analogen Darstellung die fertig montierte erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung.
  • Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in einer Ansicht von schräg oben eine Leuchtvorrichtung in Form eines LED-Moduls 1 mit einer als Träger dienenden kreisscheibenförmigen Leiterplatte 2. Eine gezeigte Vorderseite der Leiterplatte 2 ist in einem ersten, zentralen Bereich 3 mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden 4 bestückt. Die mindestens eine Leuchtdiode 4 ist von einer gemeinsamen Optik in Form einer Linse 5 überdeckt. Die Vorderseite der Leiterplatte 2 ist in einem zweiten, sich ringförmig um den zentralen Bereich 3 herumlegenden Bereich 6 mit mehreren elektronischen Bauelementen 7 bestückt.
  • Die elektronischen Bauelemente 7 werden zu ihrem Schutz mittels einer ringförmigen Abdeckung 8 aus lichtundurchlässigem Kunststoff abgedeckt. Die Abdeckung 8 setzt auf der Leiterplatte 2 auf und wird mit ihr mittels zweier metallischer Verbindungselemente 9 verbunden oder befestigt.
  • Die Verbindungselemente 9 werden jeweils mittels einer nichtrastenden Verbindung mit der Leiterplatte 2 und mittels einer Rastverbindung mit der Abdeckung 8 verbunden ist.
  • Wie auch ausschnittsweise vergrößert in Fig.2 gezeigt ist, weist jedes der Verbindungselemente 9 eine hohlzylindrische oder rohrförmige Grundform auf. Das Verbindungselement 9 weist eine axial zweifach gestufte Außenkontur auf. Die gestufte Außenkontur weist eine schmalste (senkrechte) Setzstufe 10 (mit geringstem Außendurchmesser) auf, welche von der Vorderseite der Leiterplatte 2 aus in eine zugehörige kreisrunde, durchgehende Aussparung 11 der Leiterplatte 2 kraftschlüssig bzw. mit einer Presspassung eingesetzt ist.
  • Die Presspassung wird dadurch erreicht, dass ein Durchmesser der Aussparung 11 etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Setzstufe 10. Das jeweilige Verbindungselement 9 ragt also an einer Vorderseite der Leiterplatte 2 in Richtung der Abdeckung 8 nach oben.
  • An seinem in die Aussparung 11 der Leiterplatte 2 eingesetzten (unteren) Ende 12 weist das Verbindungselement 9 eine das Ende 12 verjüngende Fase 13 auf. Dadurch wird eine radiale Findung zwischen dem Verbindungselement 9 und der Aussparung 11 erleichtert.
  • Eine erste, innere (horizontale) Stufe 14, welche an die Setzstufe 10 anschließt, dient als eine Anlagefläche zum Anschlag mit der Leiterplatte 2 und ermöglicht eine präzise Einführtiefe des Verbindungselements 9 in der Aussparung 11.
  • Oberhalb der ersten Stufe 14 befindet sich eine zweite, äußere Stufe 15. Die zweite Stufe 15 weist den größten Außendurchmesser auf und dient als ein Hinterschnitt eines durch den größten Außendurchmesser gebildeten, seitlich umlaufenden Rastvorsprungs 16.
  • Ein oberer, horizontaler Rand 17 des Verbindungselements 9 weist eine (beidseitig leicht angefaste) Kreisringform auf. Dieser obere Rand 17 kann als eine Krafteinleitungsfläche während einer Montage des Verbindungselements 9 dienen.
  • Die Abdeckung 8 weist oberhalb des Verbindungselements 9 eine kreisförmige Aussparung 18 auf, deren Rand 19 einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist als der (größte) Durchmesser des Rastvorsprungs 16. Dadurch passt das Verbindungselement 9 mit einem geringen Spalt oder Spiel in die Aussparung 18, was durch die Anfasung des oberen Rands 17 erleichtert wird. Durch das Spiel werden ein Toleranzausgleich und ein Ausgleich von verschiedenen thermischen Längenausdehungskoeffizienten bereitgestellt, um mechanische Verspannungen zu vermeiden.
  • Von dem Rand 19 der Aussparung 18 ragen vier an dem Rand 19 gleichbeabstandet angeordnete Rasthaken 20 senkrecht nach unten bzw. in Richtung der Leiterplatte 2. Die Nasen 21 der Rasthaken 20 sind in Richtung der Aussparung 18 (nach innen) gerichtet.
  • Fig.3 zeigt das LED-Modul 1 ausschnittsweise vergrößert in einem Zustand, bei dem nun die Abdeckung 8 so weit herabgesenkt worden ist, dass sie an dem Verbindungselement 9 angesetzt. Die Anfasung des oberen Rands 17 des Verbindungselements 9 erleichtert zusammen mit einer Anfasung der Nasen 21 der Rasthaken 20 ein Gleiten und Biegen der Rasthaken 20 an dem oberen Rand 17 bei einer weiteren Absenkung der Abdeckung 8 auf die Verbindungselemente 9.
  • Fig.4 zeigt das LED-Modul 1 ausschnittsweise vergrößert in einem Zustand, bei dem die Abdeckung 8 nun mit dem Verbindungselement 9 und damit auch mit der Leiterplatte 2 fertig verrastet ist. Fig.5 zeigt im Schnitt das ganze LED-Modul 1 in diesem Zustand.
  • Die Rasthaken 20 sind nun an dem Rastvorsprung 16 des zugehörigen Verbindungselements 9 eingerastet, indem die Nasen 21 mit der als Hinterschnitt dienenden zweiten Stufe 15 in Eingriff stehen. Die zweite Stufe 15 ist hier horizontal ausgestaltet, so dass die Rastverbindung nicht lösbar ist.
  • Die Abdeckung 8 wird so weit auf die Leiterplatte 2 abgesenkt, dass der obere Rand 17 des Verbindungselements 9 im Wesentlichen bündig zu der Abdeckung 8 ist.
  • Zur Befestigung des LED-Moduls 1 an dessen Rückseite (d.h. hier, über eine Rückseite der Leiterplatte 2) kann dieses mit einer Unterlage usw. verschraubt werden. Dazu können Schrauben (o.Abb.) durch die hohlen Verbindungselemente 9 hindurchgeführt werden, wobei ein Schraubkopf dieser Schrauben vorzugsweise auf dem oberen Rand 17 des jeweiligen Verbindungselements 9 aufliegt. Eine durch den Schraubkopf auf den oberen Rand 17 aufgebrachte Kraft wird in axialer Richtung durch die als Anlagefläche dienende Setzstufe 10 des Verbindungselements 9 auf die Leiterplatte 2 übertragen. Somit wird eine Kraftübertragung durch die Abdeckung 8 vermieden. Eine solche Verschraubung kann ferner einer noch sichereren Befestigung und Haltung der Abdeckung 8 auf der Leiterplatte 2 dienen.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    LED-Modul
    2
    Leiterplatte
    3
    zentraler Bereich der Leiterplatte
    4
    Leuchtdiode
    5
    Linse
    6
    ringförmiger Bereich der Leiterplatte
    7
    elektronisches Bauelement
    8
    Abdeckung
    9
    Verbindungselement
    10
    Setzstufe
    11
    Aussparung der Leiterplatte
    12
    Ende des Verbindungselements
    13
    Fase
    14
    erste Stufe des Verbindungselements
    15
    zweite Stufe des Verbindungselements
    16
    Rastvorsprung des Verbindungselements
    17
    oberer Rand des Verbindungselements
    18
    Aussparung der Abdeckung
    19
    Rand der Aussparung der Abdeckung
    20
    Rasthaken
    21
    Nase des Rasthakens

Claims (13)

  1. Leuchtvorrichtung (1), insbesondere Leuchtmodul, aufweisend
    - einen Träger (2), der mit mindestens einem elektronischen Bauelement (7) und mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (4) bestückt ist,
    - eine Abdeckung (8) zum Abdecken zumindest eines elektronischen Bauelements (7) und
    - mindestens ein Verbindungselement (9) zum Befestigen der Abdeckung (8) an dem Träger (2),
    - wobei das Verbindungselement (9) mittels einer nichtrastenden Verbindung (10, 11) mit dem Träger (2) und mittels einer Rastverbindung (16, 20) mit der Abdeckung (8) verbunden ist,
    - wobei das Verbindungselement (9) in einer zugehörigen Aussparung (11) des Trägers (2) eingesetzt ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9) entweder
    - ein Press/Rast-Verbindungselement (9) ist, welches mittels einer Pressverbindung (10, 11) zumindest kraftschlüssig in der zugehörigen Aussparung (11) des Trägers (2) gehalten wird oder ein Schraub/Rast-Verbindungselement ist, welches in die zugehörige Aussparung (11) des Trägers (2) einschraubbar ist
    - und zusätzlich oder alternativ ein Kleb/Rast-Verbindungselement ist, welches in die zugehörige Aussparung (11) des Trägers (2) einklebbar ist.
  2. Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (9) von einer der Abdeckung (8) zugewandten Seite in den Träger (2) einsetzbar ist.
  3. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Verbindungselement (9) von einer dem Träger (2) zugewandten Seite in die Abdeckung (8) einsetzbar ist.
  4. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verbindungselement (9) mindestens eine Anlagefläche (14) zum Anschlag des Verbindungselements (9) auf dem Träger (2) aufweist.
  5. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (9) mindestens einen Rastvorsprung (16) aufweist, an welchem mindestens ein zugehöriger Rasthaken (20) der Abdeckung (8) eingerastet ist.
  6. Leuchtvorrichtung (1) nach zumindest den Ansprüchen 4 und 5, wobei das Verbindungselement (9) eine zumindest zweifach gestufte Außenkontur (10, 14, 15) aufweist, wobei
    - eine schmalste Setzstufe (10) in die zugehörige Aussparung (11) des Trägers (2) eingesetzt ist,
    - eine erste, innere Stufe (14) als die Anlagefläche dient und
    - eine zweite, äußere Stufe (15) als ein Hinterschnitt des Rastvorsprungs (16) dient.
  7. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (9) eine zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige, Grundform aufweist.
  8. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (9) eine rohrförmige Grundform aufweist.
  9. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verbindungselement (9) an seinem in die Aussparung (11) des Trägers (2) eingesetzte Ende (12) eine das Ende (12) verjüngende Fase (13) aufweist.
  10. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (8) mindestens eine Aussparung (18) aufweist, in welche das Verbindungselement (9) passend eingesetzt ist, wobei von einem Rand (19) der Aussparung (18) ausgehend der mindestens eine Rasthaken (20) nach innen gerichtet ist.
  11. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (2) einen ersten Bereich (3) aufweist, der mit der mindestens einen Lichtquelle (4) bestückt ist, und einen zweiten Bereich (6) aufweist, der mit dem mindestens einen elektronischen Bauelement (7) bestückt ist, und wobei die Abdeckung (8) zumindest den zweiten Bereich (6) überdeckt.
  12. Verbindungselement (9), insbesondere Press/Rast-Verbindungselement, welches zur Verwendung mit der Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
  13. Verfahren zum Befestigen einer Abdeckung (8) an einem Träger (2) der Leuchtvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist:
    - festes Einsetzen des mindestens einen Verbindungselements (9) in eine zugehörige Aussparung (11) des Trägers (2) und
    - Aufsetzen der Abdeckung (8) auf den Träger (2) und Einrasten der Abdeckung (8) an dem mindestens einen Verbindungselement (9).
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