EP3336419B1 - Leuchte mit positionierungselement zum halten von platine und optischen bauteilen - Google Patents

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EP3336419B1
EP3336419B1 EP17207554.1A EP17207554A EP3336419B1 EP 3336419 B1 EP3336419 B1 EP 3336419B1 EP 17207554 A EP17207554 A EP 17207554A EP 3336419 B1 EP3336419 B1 EP 3336419B1
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EP
European Patent Office
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positioning element
optical component
board
circuit board
positioning
Prior art date
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EP17207554.1A
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English (en)
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EP3336419A1 (de
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Bernhard Kleemann
Simon Koebinger
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Siteco GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Siteco Beleuchtungstechnik GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F21V17/005—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages with keying means, i.e. for enabling the assembling of component parts in distinctive positions, e.g. for preventing wrong mounting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F21V19/001—Fastening of light sources or lamp holders the light sources being semiconductors devices, e.g. LEDs
    • F21V19/003—Fastening of light source holders, e.g. of circuit boards or substrates holding light sources
    • F21V19/0035—Fastening of light source holders, e.g. of circuit boards or substrates holding light sources the fastening means being capable of simultaneously attaching of an other part, e.g. a housing portion or an optical component
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a luminaire with LEDs arranged on a circuit board (light emitting diodes, which is understood here to mean any type of semiconductor light source, including organic LEDs) and optical components, which are arranged in front of the LEDs.
  • a circuit board light emitting diodes, which is understood here to mean any type of semiconductor light source, including organic LEDs
  • optical components which are arranged in front of the LEDs.
  • Lights of the type described above are very common due to the low energy consumption of the special bulbs.
  • this type of light sources require a particularly precise arrangement of the optical components.
  • the LEDs act as almost punctiform light sources, so that even slight tolerance deviations in the arrangement of optical components for influencing the light can produce undesirable effects in the light distribution. This is less critical in conventional bulbs that emit light over a larger area.
  • a reflector assembly with a body known are arranged on the LED circuit boards. Further, a reflector element is provided, which is fastened by means of a connecting element in a recess of the LED circuit board.
  • FIG DE 10 2010 041 471 A1 Another example of an LED luminaire with reflectors arranged laterally of the LEDs is shown in FIG DE 10 2010 041 471 A1 described.
  • a transparent optical element for covering the LEDs and the reflectors of the luminaire is also provided.
  • EP 2 306 068 A1 discloses a lighting device in which a lens element is aligned with an LED board by means of projections.
  • the lens element and the circuit board are arranged in a rail.
  • DE 10 2007 050 893 A1 discloses a method for positioning and mounting an LED package on a support body.
  • a positioning body is provided, which aligns the LED assembly on the support body.
  • the positioning body can also remain permanently on the device, in which case the positioning body has reflectors through which LEDs pass.
  • Object of the present invention is to provide a luminaire of the type mentioned, in which a plurality of optical components as simple as possible and yet can be attached precisely to the LEDs in the lamp.
  • the object is achieved by a luminaire according to claim 1.
  • a special feature of the lamp according to the invention is the fact that a positioning element of the lamp both the Board and both optical components, namely a reflective optical component and a transparent optical component positioned against each other and mechanically holds simultaneously on the support rail.
  • the assembly of the board and the optical components would also be possible with conventional screws.
  • the components would have to be individually screwed to the support rail, which means a significant overhead and also can lead to an imprecise alignment of the optical elements to the almost point-shaped LED light sources by building tolerances.
  • a positioning element which aligns all lighting and optical components of the luminaire at the same time, the positioning of the components to each other is more precise.
  • further fastening elements may be provided in order, for example, to hold the printed circuit boards firmly to the carrier structure. But the precise alignment of the optical components to the light sources is already ensured by said at least one positioning element.
  • the positioning element has at least one, preferably two, elastically resilient hooks which engage in undercuts of the mounting rail.
  • the hooks may themselves be formed of an elastic material or hinged to the positioning element and be elastically movable by means of a spring.
  • the connection with the latching hook has the advantage that the positioning element can be mounted on the mounting rail without tools. Furthermore, it is also possible to solve the elastic hook by bending back from the mounting rail again and reuse if necessary. As a result, the luminaire can be installed at the installation site, e.g. for maintenance purposes or to replace individual components and then reinstall.
  • the undercuts can be provided as a continuous profile parallel to a longitudinal side of the contact surface, in which engage the positioning elements with the at least one hook resiliently.
  • at least two elastically resilient hooks can be provided one behind the other on the positioning element, which hooks can be latched along the continuous profile of the carrier rail. Since the profile is continuous, the positioning element can in principle be attached anywhere along the carrier rail. As a result, the LED board and the optical components can be mounted at different locations along the carrier rail of the luminaire. However, the alignment of the LED board to the optical components is ensured by the positioning element.
  • the lamp has a plurality of said positioning elements, wherein at least two of the positioning elements are arranged on two opposite side of the contact surface on the support rail and overlap opposite edges of the board.
  • the positioning elements are arranged on two opposite side of the contact surface on the support rail and overlap opposite edges of the board.
  • the board can be provided on the longitudinal sides of the contact surface in each case a continuous profile, in which the positioning elements are mounted and overlap opposite edges of the board. This allows the board to secure securely on both sides.
  • the circuit board and the optical components it is also possible for the circuit board and the optical components to be inserted into the rail on one side of the contact surface and to be held only on the opposite side by one or more of the positioning elements.
  • the provision of positioning elements on two opposite edges of the board is advantageous for the precise alignment of the optical components with the board.
  • the positioning element has a centering element, which engages in a recess of the board.
  • the alignment of the board relative to the positioning element is achieved by a positive connection.
  • the centering element can be inserted without tools in the recess of the board.
  • the centering element may for example comprise a cylindrical pin.
  • the recess of the board may be a cylindrical bore. Alternatively, other shapes are possible.
  • the recesses may be provided on the board also directly on the edge. This is technically particularly easy to manufacture and also has the advantage that the centering of the positioning element engages only to a small extent over the edge of the board, so that the lamps arranged on the board are not affected by the positioning element.
  • the centering means is elastically connected by a hinge with the positioning element.
  • the positioning element may be made of plastic, wherein the elastic hinge is formed by a film hinge, which integrally connects the centering element with the rest of the positioning element.
  • the components are connected by a metallic spring element.
  • the use of plastic has the advantage that even when touching live parts on the board no electrical connection to the support rail formed in each case of metal arises.
  • the hinge itself has the advantage that the centering element acts elastically on the board, so that the board relative to the positioning element during assembly can be easily aligned and is held in position in the mounted state by the elastic action of the hinge.
  • the positioning element has an opening into which a pin of the reflective and / or the transparent optical component engages or engage.
  • one or both optical components can be positioned relative to the positioning element.
  • the opening is provided in the centering element, which is directly in positive engagement with the board.
  • the circuit board and the one or possibly the two optical components are aligned with each other and connected via the hinge with the rest of the positioning element, which firmly engages the rail. If, for example, thermal expansion causes the mounting rail to shift minimally relative to the board, the orientation of the optical components with respect to the board carrying the LEDs nevertheless remains ensured. Therefore, it is advantageous that the opening is provided in the centering element itself. In alternative embodiments, however, may be provided at the opening for inserting a pin of the one or both optical components but also at a different location of the positioning element, for example on the directly connected to the mounting rail part.
  • the positioning element has a stop which presses against a side of the board opposite the contact surface.
  • the stop may be provided on the centering itself, so that presses by the elastic effect of the hinge, the centering with the contact surface on the board to hold the board to the contact surface.
  • the positioning element has one or more additional elastic resilient hooks which hold the transparent and / or the reflective optical component.
  • the reflective optical component can engage in openings of the positioning element by means of pins, while the transparent optical component is mounted above the reflective optical component on the additional latching hook of the positioning element.
  • the optical transparent component can also prevent the pins of the reflective optical component from slipping out of the openings of the positioning elements.
  • the two optical components can secure against each other, wherein only the exterior of the two components is fixed by the latching hooks on the positioning element. The interior of the two components is secured only by a positive connection to the positioning element and secured against slipping out through the exterior of the two components.
  • the transparent optical component is arranged behind the reflective optical component in a light path of the light emitted by the LEDs.
  • the transparent optical component simultaneously acts as a protection for the reflective optical component and the LEDs on the board.
  • the transparent optical component may have outwardly smooth surfaces, so that it is easy to clean. The more sensitive surfaces of the reflective optical component are protected from contamination by dust. Furthermore, access to the live parts of the LEDs or the circuit board is blocked, so that the necessary reliability of the luminaire can already be ensured by the arrangement of the optical components with respect to the board.
  • the positioning element is made of plastic.
  • Plastic has the advantage that even with a contact with the live parts of the board or the LEDs no electrically conductive connection to the mounting rail is formed.
  • the support rail is preferably formed from an aluminum profile.
  • Aluminum has the advantage that, in addition to the mechanical support function, it also serves as a heat sink for the heat-generating LEDs. It is advantageous that one side of the board is in contact with the contact surface, whereby the heat transfer between the LEDs and acting as a heat sink support rail is favored. Voltage-carrying parts are preferably provided only on the side opposite the contact surface of the board. The positioning of an insulating material prevents accidental electrical contact with the rail is formed.
  • a positioning element 2 as in FIG. 1 shown comprises an elongated member, which is preferably formed entirely of plastic.
  • two elastically resilient hooks 4 are provided, which serve to lock the component in a support rail of a lamp.
  • a web 6 is provided which corresponds approximately to the shape of an undercut in a mounting rail profile of a lamp.
  • the hooks 4 are located on both sides of the web 6 and can be deflected elastically downwards relative to the web 6. Referring to the FIG. 2 is shown as the positioning element 2 is engaged in a mounting rail 8 a lamp.
  • a hook 4 engages in an undercut of a profile of the support rail 8 and is by an elastic force, the hook 4 in the figure according to FIG. 2 pushes upwards, held on the profile of the support rail 8.
  • the support rail 8 is formed symmetrically, as shown completely in FIGS. 4 and 5, and two positioning elements 2 are fastened on two opposite sides of the support rails 8 in the manner described.
  • the support rail 8 is preferably formed of aluminum, in particular of an aluminum extruded profile.
  • the wall thickness is relatively massive compared to the components mounted thereon. As a result, on the one hand, the necessary stability of the luminaire is achieved.
  • the support rail also serves as a heat sink for the lamps arranged thereon.
  • the support rail 8 has in the region between the positioning elements 2 a surface which serves as a contact surface 10 for a circuit board 12.
  • the board 12 carries on the top, i. on the side opposite the contact surface 10 side, LEDs 16, which are provided in the embodiment shown in a row in the middle of the lamp.
  • the circuit board 12 has an approximately circular cutout on one longitudinal side, in which a centering element 18 of the positioning element 2 engages in a form-fitting manner, as shown in FIG.
  • the centering element 18 is elastically connected via a film hinge 20 made of plastic with the rest of the positioning element 2.
  • the centering element 18 has on its outside a plurality of stops 22, which protrude beyond the edge of the cutout in the board so that they press on the top of the board 23 by the elastic force of the film hinge 20. Due to the peripheral shape of the centering element 18, the form-fitting manner to the cutout in the Board is held, the board by the positive connection in the lateral direction. By the stops 22 in conjunction with the elastic force of the film hinge, the board 12 is further pressed onto the contact surface 10 of the support rail.
  • the contact pressure which applies the centering element 18 with the stops 22 on the board 12 is relatively low. Therefore, additional fastening means are used in the lamp (not shown in the figures) to hold the boards 12 to the support rail.
  • the force which the positioning elements 2 apply to the board 12, however, is sufficient for pre-assembly of the board already.
  • the position of the board is fixed to the mounting rail, so that other components can be mounted before or after the board is finally fixed by additional fasteners to the mounting rail.
  • the centering element 18 has an opening 24, in the illustrated embodiment in the form of a cylindrical bore. This opening 24 serves to position a first optical component over the LEDs 16. Referring to the FIG. 4 It is shown how a reflective optical device 30 is positioned over the board 12.
  • the reflective optical component 30, which has on the LEDs 16 facing inner surfaces reflection surfaces in the form of lamellae, with two pins 32 corresponding to the direction of the arrow in FIG. 4 inserted into the openings 24. Due to the positive connection between the pins 32 and the openings 24, the position of the reflective optical component 30 relative to the positioning element 2 and, accordingly, relative to the circuit board 12 is fixed.
  • the opening 24, in which the pin 32 engages is provided on the centering element 18 itself, which is directly in positive engagement with the board 10. Even if, for example, thermal expansion of the board 12 slightly displaced relative to the support rail 2, the positioning of the reflective optical component 30 is still maintained relative to the LEDs 16. This would not be the case if the reflective optical component 30 were mounted directly on the mounting rail or on a region of the positioning element outside the circuit board.
  • FIG. 5 shows the same arrangement as in FIG. 4 , wherein the pins 32 of the reflective optical component 30 are completely inserted into the openings 24.
  • a further transparent optical component 40 is fastened to the positioning element 2.
  • the transparent optical component 40 which is formed, for example, from a transparent plastic such as PMMA, has hooks 42 on the side facing the support rail, which interact with elastic hooks 26 of the positioning element 2.
  • the hook 42 and / or the hook 26 are elastically deflectable, so that the hooks slide against each other along run-on slopes and are deflected laterally outwards when the optical transparent component 40 is plugged onto the mounting rail or the positioning elements 2 already mounted therein from the outside ,
  • the FIG. 5 shows the same arrangement as in FIG. 4 , wherein the pins 32 of the reflective optical component 30 are completely inserted into the openings 24.
  • a further transparent optical component 40 is fastened to the positioning element 2.
  • the transparent optical component 40 which is formed, for example, from a transparent plastic such as PMMA, has
  • the transparent optical component above the LEDs 16 may have a lenticular section. Furthermore, laterally transparent plates are formed, which act as light guides.
  • the optically transparent component 40 closes the luminaire upwards with a closed surface. As a result, in particular the reflective surfaces of the reflective optical component 30 and the LEDs 16 and the electrical leads on the circuit board 12 are protected.
  • the optically transparent member 40 preferably has smooth surfaces on the outboard sides that are easy to clean and no longer form openings that could inadvertently access the underlying reflective or live parts of the luminaire.
  • the construction is not limited to the specific transparent and reflective optical components.
  • the optical component can also be provided without a light guide in the form of simple lenses or a lens plate.
  • the reflective component need not be formed in the form of successively arranged lamellae, but may for example comprise only reflection surfaces on two opposite sides of the LEDs.
  • the positioning element can be connected to the transparent and the reflective optical component by other mechanical devices.
  • the illustrated hooks or plug connections can also be replaced by other forms of fastening means. However, preferred are self-locking compounds that do not require separate screw members or the like.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte mit auf einer Platine angeordneten LEDs (Light Emitting Diodes, worunter hierin jede Art von Halbleiterlichtquelle einschließlich organische LED verstanden wird) und optischen Bauteilen, welche vor den LEDs angeordnet sind.
  • Leuchten der eingangs beschriebenen Art sind aufgrund des geringen Energieverbrauchs der besonderen Leuchtmittel sehr geläufig. Allerdings erfordern diese Art der Leuchtmittel eine besonders präzise Anordnung der optischen Bauteile. Die LEDs wirken als nahezu punktförmige Lichtquellen, so dass bereits geringe Toleranzabweichungen bei der Anordnung von optischen Bauteilen zur Beeinflussung des Lichts ungewünschte Effekte in der Lichtverteilung erzeugen können. Dies ist bei konventionellen Leuchtmitteln, welche das Licht über eine größere Fläche abgeben, weniger kritisch.
  • Ferner ist es im Stand der Technik auch bekannt, dass LEDs auf Platinen in engem Kontakt zu metallischen Trägern gebracht werden, um die ebenfalls nur an nahezu einem Punkt erzeugte Wärme der Lichtquelle effektiv ableiten zu können.
  • Beispielsweise ist aus der DE 10 2012 220 977 A1 eine Reflektoranordnung mit einem Grundkörper bekannt, an dem LED-Leiterplatten angeordnet sind. Ferner ist ein Reflektorelement vorgesehen, welches mittels eines Verbindungselements in einer Aussparung der LED-Leiterplatte befestigt ist.
  • Ein weiteres Beispiel einer LED-Leuchte mit seitlich der LEDs angeordneten Reflektoren ist in der DE 10 2010 041 471 A1 beschrieben. In diesem Stand der Technik ist ferner auch ein transparentes optisches Element zum Abdecken der LEDs und der Reflektoren der Leuchte vorgesehen.
  • DE 20 2013 010 052 U1 offenbart eine Anordnung zur Lichtabgabe, welche LED-Lichtquellen auf einer Platine, ein Raster-Element mit zellenartigem Rasterbereichen sowie Linsenelemente und Positionierungselemente aufweist. Die Positionierugselemente richten die Linsenelemente in Bezug auf die Platine aus.
  • EP 2 306 068 A1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung, in welcher ein Linsenelement gegenüber einer LED-Platine mittels Vorsprüngen ausgerichtet ist. Das Linsenelement und die Platine sind in einer Schiene angeordnet.
  • DE 10 2007 050 893 A1 offenbart ein Verfahren zum Positionieren und Montieren einer LED-Baueinheit auf einem Tragkörper. Dazu ist ein Positionierungskörper vorgesehen, welcher die LED-Baueinheit auf dem Tragkörper ausrichtet. Der Positionierungskörper kann auch dauerhaft auf der Vorrichtung verbleiben, wobei in diesem Fall der Positionierungskörper Reflektoren aufweist, durch welche LEDs hindurchgreifen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher mehrere optische Bauteile möglichst einfach und dennoch präzise gegenüber den LEDs in der Leuchte befestigt werden können.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchte nach Anspruch 1.
  • Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Leuchte ist darin zu sehen, dass ein Positionierungselement der Leuchte sowohl die Platine als auch beide optischen Bauelemente, nämlich ein reflektives optisches Bauelement und ein transparentes optisches Bauelement gegeneinander positioniert und gleichzeitig an der Trägerschiene mechanisch hält. Dadurch lässt sich die Leuchte einfach montieren. Die Montage der Platine und der optischen Bauteile wäre auch mit konventionellen Schrauben möglich. Allerdings müssten in diesem Fall die Bauteile einzeln an der Trägerschiene angeschraubt werden, was einen erheblichen Mehraufwand bedeutet und ferner durch Bautoleranzen zu einer unpräzisen Ausrichtung der optischen Elemente zu den nahezu punktförmigen LED-Lichtquellen führen kann. Durch ein Positionierungselement, welches alle lichttechnischen und optischen Bauelemente der Leuchte gleichzeitig ausrichtet, ist die Positionierung der Bauelemente zueinander präziser. Es können ergänzend noch weitere Befestigungselemente vorgesehen sein, um beispielsweise die Platinen an der Trägerstruktur fest zu halten. Aber die präzise Ausrichtung der optischen Bauelemente zu den Lichtquellen wird bereits durch das genannte wenigstens eine Positionierungselement gewährleistet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Positionierungselement wenigstens einen, vorzugsweise zwei, elastisch federnde Haken auf, die an Hinterschneidungen der Tragschiene einrasten. Die Haken können selbst aus einem elastischen Material gebildet sein oder an dem Positionierungselement angelenkt sein und mittels einer Feder elastisch bewegbar sein. Die Verbindung mit den Rasthaken hat den Vorteil, dass das Positionierungselement an der Tragschiene werkzeuglos montiert werden kann. Ferner ist es auch möglich, die elastischen Haken durch Zurückbiegen von der Tragschiene wieder zu lösen und ggf. wiederzuverwenden. Dadurch lässt sich die Leuchte am Montageort z.B. zu Wartungszwecken oder zum Austausch einzelner Bauteile demontieren und anschließend wieder montieren.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorhergenannten Ausführungsform können die Hinterschneidungen als durchgängiges Profil parallel zu einer Längsseite der Anlagefläche vorgesehen sein, in welche die Positionierungselemente mit dem wenigstens einen Haken elastisch federnd eingreifen. Insbesondere können an dem Positionierungselement wenigstens zwei elastisch federnde Haken hintereinander vorgesehen sein, die entlang des durchgängigen Profils der Trägerschiene eingerastet werden können. Da das Profil durchgängig ist, lässt sich das Positionierungselement im Prinzip an jeder beliebigen Stelle entlang der Trägerschiene befestigen. Dadurch lassen sich die LED-Platine und die optischen Bauteile entlang der Trägerschiene der Leuchte an verschiedenen Stellen montieren. Jedoch ist die Ausrichtung der LED-Platine zu den optischen Bauteilen durch das Positionierungselement gewährleistet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchte mehrere der genannten Positionierungselemente auf, wobei wenigstens zwei der Positionierungselemente an zwei gegenüberliegenden Seite der Anlagefläche an der Tragschiene angeordnet sind und gegenüberliegende Ränder der Platine übergreifen. Beispielsweise können an den Längsseiten der Anlagefläche jeweils ein durchgängiges Profil vorgesehen sein, in welche die Positionierungselemente angebracht sind und gegenüberliegende Ränder der Platine übergreifen. Dadurch lässt sich die Platine zu beiden Seiten sicher befestigen. In einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, dass die Platine sowie die optischen Bauteile an einer Seite der Anlagefläche in die Schiene eingeschoben werden und nur auf der gegenüberliegenden Seite durch ein oder mehrere der Positionierungselemente gehalten werden. Jedoch ist das Vorsehen von Positionierungselementen auf zwei gegenüberliegenden Rändern der Platine für die präzise Ausrichtung der optischen Bauteile gegenüber der Platine von Vorteil.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Positionierungselement ein Zentrierelement auf, welches in einer Aussparung der Platine eingreift. In dieser Ausführungsform wird die Ausrichtung der Platine gegenüber dem Positionierungselement durch einen Formschluss erzielt. Das Zentrierelement lässt sich werkzeuglos in die Aussparung der Platine einstecken. Das Zentrierelement kann beispielsweise einen zylinderförmigen Zapfen umfassen. Die Aussparung der Platine kann eine zylinderförmige Bohrung sein. Alternativ sind auch andere Formen möglich. Insbesondere können die Aussparungen an der Platine auch unmittelbar am Rand vorgesehen sein. Dies lässt sich technisch besonders einfach herstellen und hat ferner den Vorteil, dass das Zentrierelement von dem Positionierungselement nur zu einem geringen Maß über den Rand der Platine greift, so dass die auf der Platine angeordneten Leuchtmittel durch das Positionierungselement nicht beeinträchtigt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorhergehend genannten Ausführungsform ist das Zentriermittel durch ein Scharnier mit dem Positionierungselement elastisch verbunden. Beispielsweise kann das Positionierungselement aus Kunststoff gebildet sein, wobei das elastische Scharnier ist durch ein Filmscharnier gebildet ist, welches das Zentrierelement mit dem übrigen Positionierungselement einstückig verbindet. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Bauteile durch ein metallisches Federelement verbunden sind. Die Verwendung von Kunststoff hat jedoch den Vorteil, dass auch bei Berührung von spannungsführenden Teilen auf der Platine keine elektrische Verbindung zu der jeweils aus Metall gebildeten Tragschiene entsteht. Das Scharnier selbst hat den Vorteil, dass das Zentrierelement elastisch auf die Platine einwirkt, so dass die Platine gegenüber dem Positionierungselement bei der Montage leicht ausgerichtet werden kann und im montierten Zustand durch die elastische Wirkung des Scharniers in Position gehalten wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Positionierungselement eine Öffnung auf, in welche ein Zapfen des reflektierenden und/oder des transparenten optischen Bauteils eingreift bzw. eingreifen. Dadurch lässt sich das eine oder die beiden optischen Bauteile gegenüber dem Positionierungselement positionieren. Dabei ist es von Vorteil, dass die Öffnung in dem Zentrierelement vorgesehen ist, welches direkt in Formschluss mit der Platine steht. Dadurch ist die Platine und das eine oder ggf. die beiden optischen Bauelemente zueinander ausgerichtet und über das Scharnier mit dem übrigen Positionierungselement, welches fest an der Schiene eingreift, verbunden. Sofern etwa durch thermische Ausdehnung sich die Tragschiene gegenüber der Platine minimal verlagert, bleibt dennoch die Ausrichtung der optischen Bauelemente gegenüber der Platine, welche die LEDs trägt, gewährleistet. Daher ist es von Vorteil, dass die Öffnung in dem Zentrierelement selbst vorgesehen ist. In alternativen Ausführungsformen kann an der Öffnung zum Einstecken eines Zapfens des einen oder der beiden optischen Bauelemente jedoch auch an einer anderen Stelle des Positionierungselements z.B. an dem mit der Tragschiene direkt verbundenen Teil vorgesehen sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Positionierungselement einen Anschlag auf, welcher auf eine der Anlagefläche entgegengesetzten Seite der Platine drückt. Insbesondere in Verbindung mit der vorher genannten Ausführungsform kann der Anschlag an dem Zentrierelement selbst vorgesehen sein, so dass durch die elastische Wirkung des Scharniers das Zentrierelements mit der Anlagefläche auf die Platine drückt, um die Platine an der Anlagefläche zu halten. Diese Befestigung reicht zwar im Allgemeinen nicht dazu aus, um damit alleine die Platine an der Leuchte zu halten. Jedoch genügt diese Befestigung, um die Platine zunächst vorzumontieren. In einem weiteren Arbeitsschritt kann durch zusätzliche Befestigungsmittel die Platine weiter fixiert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Positionierungselement ein oder mehrere zusätzliche elastische federnde Haken auf, welche das transparente und/oder das reflektive optische Bauteil halten. Beispielsweise kann das reflektive optische Bauteil mittels Zapfen in Öffnungen des Positionierungselements eingreifen, während das transparente optische Bauteil über dem reflektiven optischen Bauteil an den zusätzlichen Rasthaken des Positionierungselements montiert ist. Dadurch kann beispielsweise auch das optische transparente Bauteil ein Herausrutschen der Zapfen des reflektiven optischen Bauteils aus den Öffnungen der Positionierungselemente verhindern. In dieser Ausführungsform können allgemein die beiden optischen Bauteile sich gegeneinander sichern, wobei nur das Äußere der beiden Bauteile durch die Rasthaken an dem Positionierungselement festgelegt ist. Das Innere der beiden Bauteile ist nur durch einen Formschluss an dem Positionierungselement gesichert und gegen ein Herausrutschen durch das Äußere der beiden Bauteile gesichert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das transparente optische Bauteil in einem Lichtweg des von den LEDs abgegebenen Lichts hinter dem reflektiven optischen Bauteil angeordnet. In dieser Ausführungsform wirkt das transparente optische Bauteil gleichzeitig als Schutz für das reflektive optische Bauteil und die LEDs auf der Platine. Das transparente optische Bauteil kann nach außen glatte Flächen aufweisen, so dass es einfach zu reinigen ist. Die empfindlicheren Flächen des reflektiven optischen Bauteils werden vor Verschmutzung durch Staub geschützt. Ferner ist ein Zugriff auf die spannungsführenden Teile der LEDs bzw. der Platine versperrt, so dass auch die notwendige Betriebssicherheit der Leuchte bereits alleine durch die Anordnung der optischen Bauteile gegenüber der Platine gewährleistet werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Positionierungselement aus Kunststoff ausgebildet. Kunststoff hat den Vorteil, dass auch bei einem Kontakt zu den spannungsführenden Teilen der Platine oder der LEDs keine elektrisch leitende Verbindung zu der Tragschiene entsteht. Die Tragschiene ist vorzugsweise aus einem Aluminiumprofil gebildet. Aluminium hat den Vorteil, dass es neben der mechanischen Trägerfunktion gleichzeitig als Kühlkörper für die wärmeerzeugenden LEDs dient. Dabei ist es von Vorteil, dass eine Seite der Platine in Kontakt zu der Anlagefläche steht, wodurch der Wärmetransport zwischen den LEDs und der als Kühlkörper wirkenden Tragschiene begünstigt ist. Spannungsführende Teile sind vorzugsweise nur auf der der Anlagefläche entgegengesetzten Seite der Platine vorgesehen. Das Positionierungselement aus einem isolierenden Material verhindert dabei, dass unbeabsichtigt ein elektrischer Kontakt zur Schiene gebildet wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich, die in Verbindung mit den Figuren gegeben wird. In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
    • Figur 1
    zeigt ein Positionierungselement in perspektivischer Ansicht.
    Figur 2
    zeigt eine Seitenaufsicht auf das Positionierungselement nach Figur 1 in einer Tragschiene einer Leuchte montiert.
    Figur 3
    zeigt eine perspektivische Aufsicht eines Zentrie-relements des Positionierungselements der Figur 1, welches in eine LED-Platine eingreift.
    Figur 4
    zeigt eine Schnittansicht durch eine Leuchte mit einer Tragschiene und zwei Befestigungselement nach Figur 1, während ein reflektives optisches Bauteil montiert wird.
    Figur 5
    zeigt eine Ansicht entsprechend der Figur 4, wobei ferner noch ein transparentes optisches Element montiert ist.
  • Ein Positionierungselement 2, wie in Figur 1 dargestellt, umfasst ein längliches Bauteil, welches vorzugsweise vollständig aus Kunststoff gebildet ist. Auf einer Seite des Positionierungselements sind zwei elastisch federnde Haken 4 vorgesehen, die dazu dienen, das Bauelement in einer Trägerschiene einer Leuchte einzurasten. Zwischen den Haken 4 ist ein Steg 6 vorgesehen, welcher etwa der Form einer Hinterschneidung in einem Tragschienenprofil einer Leuchte entspricht. Die Haken 4 befinden sich zu beiden Seiten des Steges 6 und können gegenüber dem Steg 6 elastisch nach unten ausgelenkt werden. Bezug nehmend auf die Figur 2 ist dargestellt, wie das Positionierungselement 2 in eine Tragschiene 8 einer Leuchte eingerastet ist.
  • Ein Haken 4 greift in eine Hinterschneidung eines Profils der Tragschiene 8 und ist durch eine elastische Kraft, die den Haken 4 in der Abbildung gemäß Figur 2 nach oben drückt, an dem Profil der Tragschiene 8 gehalten. Es ist zu verstehen, dass die Tragschiene 8 symmetrisch ausgebildet ist, wie in den Figuren 4 und 5 vollständig dargestellt, und zwei Positionierungselemente 2 an zwei gegenüberliegenden Seiten der Tragschienen 8 in der beschriebenen Weise befestigt werden.
  • Die Tragschiene 8 ist vorzugsweise aus Aluminium, insbesondere aus einem Aluminiumstrangpressprofil gebildet. Die Wandstärke ist verhältnismäßig massiv im Vergleich zu den daran montierten Bauteilen. Dadurch wird einerseits die notwendige Stabilität der Leuchte erzielt. Ferner dient die Tragschiene gleichzeitig als Kühlkörper für die darauf angeordneten Leuchtmittel.
  • Die Tragschiene 8 weist im Bereich zwischen den Positionierungselementen 2 eine Fläche auf, die als Anlagefläche 10 für eine Platine 12 dient. Die Platine 12 trägt auf der Oberseite, d.h. auf der der Anlagefläche 10 entgegensetzten Seite, LEDs 16, welche in der gezeigten Ausführungsform in einer Reihe mittig der Leuchte vorgesehen sind.
  • Die Platine 12 weist an einer Längsseite einen etwa kreisförmigen Ausschnitt auf, in welchen ein Zentrierelement 18 des Positionierungselements 2 formschlüssig eingreift, wie in Figur 3 dargestellt. Das Zentrierelement 18 ist über ein Filmscharnier 20 aus Kunststoff mit dem Rest des Positionierungselements 2 elastisch verbunden. Das Zentrierelement 18 weist an seiner Außenseite mehrere Anschläge 22 auf, welche über den Rand des Ausschnitts in der Platine herausstehen, so dass sie durch die elastische Kraft des Filmscharniers 20 auf die Oberseite der Platine 23 drücken. Durch die Umfangsform des Zentrierelements 18, die formschlüssig zu dem Ausschnitt in der Platine ist, wird die Platine durch den Formschluss in lateraler Richtung gehalten. Durch die Anschläge 22 in Verbindung mit der elastischen Kraft des Filmscharniers wird die Platine 12 ferner auf die Anlagefläche 10 der Tragschiene gedrückt. Es ist dabei zu verstehen, dass die Anpresskraft, welche das Zentrierelement 18 mit den Anschlägen 22 auf die Platine 12 aufbringt, verhältnismäßig gering ist. Daher werden in der Leuchte noch zusätzliche Befestigungsmittel verwendet (in den Figuren nicht dargestellt), um die Platinen 12 an der Tragschiene halten. Die Kraft, welche die Positionierungselemente 2 auf die Platine 12 aufbringen, reicht jedoch zur Vormontage der Platine bereits aus. Insbesondere ist die Lage der Platine an der Tragschiene festgelegt, so dass weitere Bauteile montiert werden können, bevor oder nachdem die Platine durch zusätzliche Befestigungselemente an der Tragschiene endgültig fixiert ist.
  • Das Zentrierelement 18 weist eine Öffnung 24 auf, in der dargestellten Ausführungsform in Form einer zylindrischen Bohrung. Diese Öffnung 24 dient dazu, um ein erstes optisches Bauelement über den LEDs 16 zu positionieren. Bezug nehmend auf die Figur 4 ist dargestellt, wie ein reflektives optisches Bauelement 30 über der Platine 12 positioniert wird. Das reflektive optische Bauelement 30, welches auf den den LEDs 16 zugewandten Innenseiten Reflexionsflächen in Form von Lamellen besitzt, wird mit zwei Zapfen 32 entsprechend der Pfeilrichtung in Figur 4 in die Öffnungen 24 eingesteckt. Durch den Formschluss zwischen den Zapfen 32 und den Öffnungen 24 ist die Position des reflektierenden optischen Bauteils 30 gegenüber dem Positionierungselement 2 und dementsprechend auch gegenüber der Platine 12 festgelegt. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass die Öffnung 24, in welcher der Zapfen 32 eingreift, an dem Zentrierelement 18 selbst vorgesehen ist, welches direkt im Formschluss zu der Platine 10 steht. Selbst wenn sich beispielsweise bei thermische Ausdehnung die Platine 12 gegenüber der Tragschiene 2 geringfügig verlagert, bleibt dennoch die Positionierung des reflektiven optischen Bauteils 30 gegenüber den LEDs 16 erhalten. Die wäre nicht der Fall, wenn das reflektive optische Bauteil 30 direkt an der Tragschiene oder an einem Bereich des Positionierungselements außerhalb der Platine angebracht wäre.
  • Die Figur 5 zeigt die gleiche Anordnung wie in Figur 4, wobei die Zapfen 32 des reflektiven optischen Bauteils 30 vollständig in die Öffnungen 24 eingeschoben sind. Über dem reflektiven optischen Bauteil 30 wird ein weiteres transparentes optisches Bauteil 40 an dem Positionierungselement 2 befestigt. Das transparente optische Bauteil 40, das beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff wie PMMA gebildet ist, weist auf der zur Tragschiene weisenden Seite Haken 42 auf, die mit elastischen Haken 26 des Positionierungselements 2 zusammenwirken. Der Haken 42 und/oder der Haken 26 sind elastisch auslenkbar, so dass die Haken entlang von Anlaufschrägen gegeneinander gleiten und seitlich nach außen ausgelenkt werden, wenn das optische transparente Bauteil 40 von außen auf die Tragschiene bzw. die darin bereits montierten Positionierungselemente 2 aufgesteckt wird. Wie in der Figur 5 dargestellt, kann das transparent optische Bauteil oberhalb der LEDs 16 einen linsenförmigen Abschnitt aufweist. Ferner sind seitlich transparente Platten angeformt, die als Lichtleiter wirken. Das optische transparente Bauteil 40 schließt die Leuchte nach oben mit einer geschlossenen Oberfläche ab. Dadurch sind insbesondere die Reflexionsflächen des reflektierenden optischen Bauteils 30 sowie die LEDs 16 und die elektrischen Zuleitungen auf der Platine 12 geschützt. Das optische transparente Bauteil 40 weist vorzugsweise auf den nach außen liegenden Seiten geschlossene glatte Flächen auf, die einfach zu reinigen sind und keine Öffnungen mehr bilden, durch die auf die darunter liegenden reflektiven oder spannungsführenden Teile der Leuchte unbeabsichtigt zugegriffen werden könnte.
  • Zahlreiche Modifikationen an der vorhergehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform können im Rahmen der Erfindung, welche durch die Ansprüche definiert ist, vorgenommen werden. Beispielsweise ist die Konstruktion nicht auf die konkreten transparenten und reflektiven optischen Bauteile beschränkt. Das optische Bauteil kann auch ohne Lichtleiter in Form von einfachen Linsen oder eine Linsenplatte vorgesehen sein. Das reflektive Bauteil braucht nicht in Form von hintereinander angeordneten Lamellen ausgebildet zu sein, sondern kann beispielsweise nur Reflexionsflächen an zwei gegenüberliegenden Seiten der LEDs umfassen. Ferner können das Positionierungselement mit dem transparenten sowie dem reflektiven optischen Bauteil durch andere mechanische Einrichtungen miteinander verbunden werden. Die dargestellten Haken bzw. Steckverbindungen können auch durch andere Formen von Befestigungsmitteln ersetzt werden. Bevorzugt sind jedoch selbstrastende Verbindungen, die separate Schraubelemente oder ähnliches nicht erfordern.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 2
    Positionierungselement
    4
    elastischer Haken
    6
    Steg
    8
    Tragschiene
    10
    Anlagefläche der Tragschiene
    12
    Platine
    16
    LED
    18
    Zentrierelement
    20
    Filmscharnier
    22
    Anschlag
    24
    Öffnung im Zentrierelement
    26
    elastischer Haken
    30
    reflektives optisches Bauteil
    32
    Zapfen
    40
    transparentes optisches Bauteil
    42
    Haken

Claims (10)

  1. Leuchte mit
    - einer Tragschiene (8), die eine Anlagefläche (10) für eine Platine (12) definiert,
    - einer Platine (12), die auf der Anlagefläche (10) aufliegt und auf einer der Anlagefläche entgegengesetzten Seite mehrere LEDs (16) als Leuchtmittel der Leuchte trägt,
    - einem reflektierenden und einem transparenten optischen Bauteil (30, 40), welche eine von den LEDs (16) abgegebene Lichtstrahlung beeinflussen, und
    - mindestens einem Positionierungselement (2),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement (2) eingerichtet ist, um gleichzeitig die Platine (12), das reflektierende optische Bauteil (30) und das transparente optische Bauteil (40) an der Tragschiene gegeneinander zu positionieren und mechanisch zu halten.
  2. Leuchte nach Anspruch 1, wobei das Positionierungselement (2) wenigstens einen, vorzugsweise zwei, elastisch federnde Haken (4) aufweist, die an Hinterschneidungen der Tragschiene (8) einrasten.
  3. Leuchte nach Anspruch 2, wobei die Hinterschneidungen als durchgängiges Profil parallel zu einer Längsseite der Anlagefläche (10) vorgesehen sind, wobei das Positionierungselement (2) mit dem wenigstens einen elastisch federnden Haken (4) in das Profil eingreift und sich über einen Rand der Platine (12) erstreckt.
  4. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchte mehrere der Positionierungselemente (2) aufweist und wenigstens zwei der Positionierungselemente (2) an zwei gegenüberliegenden Längsseiten der Anlagefläche (10) an der Tragschiene positioniert sind und gegenüberliegende Ränder der Platine (2) übergreifen.
  5. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionierungselement ein Zentrierelement (18) aufweist, welches in eine Aussparung der Platine (12) eingreift.
  6. Leuchte nach Anspruch 5, wobei das Zentrierelement (18) durch ein Scharnier, vorzugsweise ein Filmscharnier (20), mit dem Positionierungselement elastisch verbunden ist.
  7. Leuchte nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Zentrierelement eine Öffnung (24) aufweist, in welche ein Zapfen (32) des reflektierenden und/oder des transparenten optischen Bauteils (30, 40) eingreift.
  8. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionierungselement (2) einen Anschlag (22) aufweist, welcher auf eine der Anlagefläche (10) entgegengesetzte Seite der Platine (12) drückt.
  9. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionierungselement (2) einen oder mehrere zusätzliche elastisch federnde Haken aufweist, welche das transparente und/oder das reflektive optische Bauteil (30, 40) halten.
  10. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das transparente optische Bauteil (40) in einem Lichtweg des von den LEDs abgegebenen Lichts hinter dem reflektiven optischen Bauteil (30) angeordnet ist.
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