ES2331750T3 - Aparato de iluminacion led (diodo emisor de luz) en un alojamiento de plastico. - Google Patents

Aparato de iluminacion led (diodo emisor de luz) en un alojamiento de plastico. Download PDF

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Abstract

Un aparato de iluminación que incluye: un alojamiento (4) de un material termoplástico, de tal modo que el alojamiento define una ventana traslúcida (12) y un barril cilíndrico (8) que se extiende desde la ventana (12); un conjunto (3) de diodo emisor de luz o electro-luminiscente (LED), colocado dentro del alojamiento (4) para emitir luz a través de la ventana traslúcida (12), de tal manera que el conjunto (3) de LED incluye un sumidero de calor (36), colocado dentro del barril (8), y el sumidero de calor y el barril están configurados de forma tal, que el sumidero de calor hace contacto con una superficie interna del barril con el fin de facilitar la disipación de calor desde el sumidero de calor; y una tapa (6) que cierra el alojamiento (4), de tal modo que la tapa se acopla con el alojamiento (4) de una manera sustancialmente estanca al agua y que facilita la rápida retirada de la tapa del alojamiento, caracterizado por que el alojamiento (4) es una estructura integrada, de una sola pieza, y la tapa sujeta el conjunto de LED a compresión y define una abertura dentro de la cual es recibido un conectador eléctrico de una manera sustancialmente estanca al agua, a fin de proporcionar un suministro de potencia eléctrica al conjunto de LED.

Description

Aparato de iluminación LED (Diodo Emisor de Luz) en un alojamiento de plástico.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato de iluminación y a una instalación de iluminación que forma parte del aparato de iluminación. La presente invención tiene aplicación particular, aunque no exclusiva, en disposiciones de iluminación destinadas a instalarse en entornos expuestos o al descubierto, tales como entornos húmedos o bajo el agua, o zonas de tránsito intenso, tales como los paseos.
Antecedentes
Muchos barcos tienen luces bajo el agua emplazadas en su casco. Las luces se encuentran situadas, típicamente, por debajo del nivel del agua durante el uso y, en el caso de un fallo de la bombilla, deben ser extraídas del agua de tal modo que la bombilla pueda ser remplazada. En consecuencia, ocurre frecuentemente que las bombillas no se reemplazan hasta que el barco es alzado del agua, lo que es un hecho costoso y, por tanto, infrecuente.
Existen luces bajo el agua y otras luces instaladas que tienen componentes consumibles que pueden ser extraídos in situ. Sin embargo, tales luces tienen, por lo común, una disposición de obturación de ventana expuesta que puede ser propensa a la corrosión y a la infiltración.
Por otra parte, las luces bajo el agua de que se dispone en el momento presente utilizan el agua para mantener las luces frías. Esto es necesario puesto que, sin el efecto refrigerador del agua, los cierres herméticos de las disposiciones de obturación de tales luces pueden resultar dañados por el calor de las luces. Como resultado de ello, cuando se utilizan en barcos, es necesario apagar las luces cuando el barco está planeando, puesto que las luces se elevan invariablemente fuera del agua.
Por ejemplo, muchas luces bajo el agua u otras luces instaladas tienen un alojamiento metálico, hecho de un material de bronce o acero inoxidable, al que se ajusta un conjunto de ventana de vidrio. El conjunto de ventana de vidrio típicamente incluye un soporte de ventana, una ventana de vidrio y un elemento de obturación montado entre medias, a fin de impedir que el agua entre en el alojamiento de metal. El conjunto de ventana es relativamente complicado en su construcción y puede ser propenso a fugas cuando el elemento de obturación se desgasta. Por otra parte, puesto que el alojamiento es conductor de la electricidad, puede provocar su propia corrosión galvánica o la de una placa o pared de montaje si tales componentes son también de metal.
Se apreciará que, puesto que el vidrio es inherentemente quebradizo, puede resultar dañado, al menos por agrietamiento, cuando se expone a impactos. Como resultado de ello, las luces actualmente disponibles montadas en zonas públicas se ven a menudo dañadas por actos vandálicos o por las condiciones medioambientales.
La Patente alemana número DE 203 07 610 (D1) describe una luz sumergida o de inmersión bajo el agua. Esta luz sumergida tiene varios diodos emisores de luz que están dispuestos en una ménsula y que tienen un panel frontal traslúcido. En una realización, tiene un panel frontal que está integrado con una lente como una única pieza, la cual está unida al cuerpo de la luz sumergida por medio de una unión de tapón, de rosca, de etalaje y/o de pegamento.
A fin de que la luz sumergida de D01 se utilice como luz sumergida bajo el agua, debe proporcionarse una estanqueidad al agua apropiada. D01 describe cómo, preferiblemente, el panel frontal y la placa de fondo, de una única unidad, están pegados sobre la estructura. En una realización preferida, tanto el panel frontal como la placa de fondo con forma de anillo consisten en una parte con simetría de rotación que se atornilla primeramente y, a continuación, se pega sobre el cuerpo de la envoltura o carcasa de la luz sumergible.
Existen al menos dos desventajas concretas asociadas a tal luz sumergida bajo el agua. En primer lugar, el cuerpo y la unidad individual forman un conjunto. En consecuencia, el cuerpo y el conjunto siguen manifestando tendencia a la infiltración, en particular si se ven sometidos a impactos, como puede ocurrir, por ejemplo, durante un manejo indelicado en el casco de una embarcación. En segundo lugar, el reemplazo del conjunto de LED no resulta cómodo. La razón es que será necesario romper la unión entre el cuerpo y la unidad individual, lo que puede llevar tiempo y ser, por tanto, costoso.
Sumario de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de iluminación que incluye:
un alojamiento de un material termoplástico, de tal modo que el alojamiento define una ventana traslúcida y un barril cilíndrico que se extiende desde la ventana;
un conjunto de diodo emisor de luz o electro-luminiscente (LED -"light emitting diode"), colocado dentro del alojamiento para emitir luz a través de la ventana traslúcida, de tal manera que el conjunto de LED incluye un sumidero de calor alargado, colocado dentro del barril, y el sumidero de calor y el barril están configurados de forma tal, que el sumidero de calor hace contacto con una superficie interna del barril con el fin de facilitar la disipación de calor desde el sumidero de calor; y
una tapa, destinada a cerrar el alojamiento, de tal modo que la tapa se acopla con el alojamiento de una manera sustancialmente estanca al agua y que facilita la rápida retirada de la tapa del alojamiento, caracterizado por que el alojamiento es una estructura integral, de una sola pieza, y la tapa sujeta el conjunto de LED a compresión y define una abertura dentro de la cual es recibido un conectador eléctrico de una manera sustancialmente estanca al agua, a fin de proporcionar un suministro de potencia eléctrica al conjunto de LED.
Es, por tanto, un propósito de la presente invención proporcionar un aparato de iluminación que acometa uno o más de los problemas apuntados en la parte de Antecedentes.
No es necesario dotar al alojamiento de una disposición de obturación porque la ventana y el barril son integrales.
El alojamiento puede ser de un material de policarbonato. El presente Solicitante ha hallado el policarbonato particularmente adecuado, puesto que tiene una alta resistencia, especialmente una alta resistencia al impacto.
El barril cilíndrico puede definir una rosca externa. El alojamiento puede definir una cabeza dotada de una brida en un extremo del barril. La cabeza dotada de una brida puede definir una ventana traslúcida. El alojamiento puede ser moldeado por inyección. El aparato de iluminación puede incluir, adicionalmente, una tuerca de montaje destinada a acoplarse con la rosca de una manera tal, que puede comprimirse una pared entre la cabeza y la tuerca a fin de montar el alojamiento en la pared.
La tapa de obturación puede incluir un par de postes que se acoplan con un par de ranuras definidas en el barril, al objeto de formar un ajuste de bayoneta. La tapa de obturación puede ser también de material de policarbonato. La tapa de obturación puede definir un rebaje circunferencial externo en el que puede ajustarse una junta tórica. La tapa de obturación puede también definir una abertura dentro de la cual puede montarse un conectador eléctrico.
El conjunto de LED puede incluir:
al menos un LED; y
una placa de circuito impreso (PBC -"printed circuit board") a la que se acopla o conecta eléctricamente el al menos un LED, de tal manera que el sumidero de calor se encuentra situado adyacente a la PBC, a la que está acoplado térmicamente el al menos un LED.
El conjunto de LED puede incluir, adicionalmente, una protección o barrera que define al menos una cámara, de manera que cada una de ellas recibe un LED respectivo.
El sumidero de calor puede ser mecanizado a partir de una barra de aluminio maciza y puede ser anodizado. El sumidero de calor puede definir un ánima central a través de la cual pueden extenderse cables eléctricos.
El conjunto de LED puede incluir, adicionalmente, un transformador de caballete destinado a proporcionar potencia eléctrica al menos un LED.
La ventana puede incluir una lente para enfocar la luz procedente del al menos un LED.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un aparato de iluminación que incluye:
un alojamiento de un material plástico, de tal modo que el alojamiento define una ventana traslúcida y un barril cilíndrico que se extiende desde la ventana; y
un conjunto de diodo emisor de luz (LED), situado dentro del alojamiento con el fin de emitir luz a través de la ventana traslúcida, de tal manera que el conjunto de LED incluye un sumidero de calor alargado, situado dentro del barril, y el sumidero de calor y el barril están configurados de un modo tal, que el sumidero de calor hace contacto con una superficie interna del barril, habiéndose seleccionado el material plástico de manera que tenga un coeficiente de transmisión de calor suficiente para conducir calor desde el sumidero de calor.
Breve descripción de los dibujos
Pueden discernirse características, realizaciones y variaciones preferidas de la invención a partir de la siguiente Descripción detallada, que proporciona suficiente información a los expertos de la técnica para llevar a efecto la invención. La Descripción Detallada no debe considerarse en ningún modo como limitativa del ámbito del anterior Sumario de la invención. La Descripción Detallada hará referencia a un cierto número de dibujos como sigue:
La Figura 1 es una vista en perspectiva desde arriba de un aparato de iluminación de acuerdo con una primera realización de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en perspectiva desde debajo del aparato de iluminación de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista en perspectiva desde arriba, parcialmente recortada, del aparato de iluminación de la Figura 1.
La Figura 4 es una vista en corte lateral del aparato de iluminación de la Figura 1.
Descripción detallada de realizaciones preferidas
De acuerdo con una primera realización de la presente invención, se proporciona un aparato de iluminación 2 tal y como se muestra en las Figuras 1 y 2. El aparato de iluminación 2 incluye un alojamiento termoplástico 4 que tiene una cabeza 10 dotada de una brida, y un barril cilíndrico 8 que se extiende desde la cabeza 10 dotada de brida. La cabeza 10 dotada de brida define una ventana traslúcida 12 y, durante el uso, un conjunto 3 de diodo emisor de luz o electro-luminiscente (LED -"light emitting diode") se encuentra situado dentro del alojamiento termoplástico 4 a fin de emitir luz a través de la ventana traslúcida. El aparato de iluminación 2 incluye una tapa de obturación 6, destinada a cerrar herméticamente u obturar el conjunto 3 de LED situado dentro del alojamiento termoplástico, con el fin de aislar, de esta forma, el conjunto 3 de LED de un entorno externo, tal como el agua, durante su uso. Tanto el alojamiento como la tapa de obturación se han moldeado por inyección con el material termoplástico. El material termoplástico es policarbonato en este ejemplo de la invención. Como se sabe, el policarbonato es resistente a la corrosión y a la conducción eléctrica. Más adelante se proporciona una descripción detallada del aparato de iluminación 2.
Así pues, debe apreciarse que el alojamiento 4 es una estructura integrada de una sola pieza. Como se verá más adelante, esto tiene como resultado una estructura que no requiere una disposición de obturación independiente para una ventana o lente, como es necesario con los aparatos de iluminación actualmente disponibles.
En la siguiente descripción, se hace referencia a un casco. Ha de apreciarse, sin embargo, que el aparato de iluminación 2 puede montarse en cualquier pared o miembro en el que se den condiciones adversas. El uso del casco como zona de montaje simplemente es para ejemplificar este ejemplo particular.
El barril cilíndrico 8 del alojamiento 4 define una rosca externa 9 que puede acoplarse con una tuerca de montaje 16 cuando se monta el aparato de iluminación 2 en el casco 14 de un barco. El casco 14 define una abertura a través de la cual puede hacerse pasar el barril 8. La tuerca 8 se acopla con el barril 8 de una manera tal, que el casco 14 es comprimido entre la cabeza 10 y la tuerca 16. Se ha proporcionado, típicamente, una arandela de montaje 18 entre el casco 14 y la tuerca 16. Se ha proporcionado, típicamente, un agente sellador de calidad marina entre la cara inferior de la cabeza 10 y el exterior del casco 14, a fin de impedir que el agua abra brecha en el casco 14.
Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 2, se utiliza un ajuste de bayoneta 20 para acoplar la tapa de obturación 6 con el alojamiento 4. El ajuste de bayoneta 20 incluye un par de postes opuestos 22 que se extienden desde la tapa de obturación 6, así como un par de postes de ranuras acodadas 24, definidas en la cola del barril 8 de tal manera que cada una de ellas está destinada a recibir un poste respectivo 22. La tapa de obturación 6 define, de manera adicional, un par de alas 26 para facilitar el acoplamiento y desacoplamiento manuales de la tapa de obturación 6 con respecto al alojamiento 4. La tapa de obturación 6 define también una abertura dentro de la cual puede montarse un conectador eléctrico 28.
Haciendo referencia a las Figuras 3 y 4, la tapa de obturación 6 define un rebaje dentro del cual puede ajustarse una junta tórica de caucho 30 al objeto de impedir que entre el agua en el aparato de iluminación 2. De esta manera, el conjunto 3 de LED situado en el interior del alojamiento 2 permanece seco.
El conjunto 3 de LED incluye un par de diodos electro-luminiscentes (LED's) 32 que están conectados eléctricamente a una placa de circuito impreso (PCB -"printed circuit board") 34. Un sumidero de calor de aluminio 3 se encuentra situado adyacente a la PCB 34 y está acoplado térmicamente a los LED's 32. El sumidero de calor 34 se ha mecanizado a partir de una barra maciza de aluminio, y puede estar anodizado o revestido electrolíticamente con un óxido protector. El sumidero de calor 36 define una pluralidad de aletas 29, cada una de las cuales contacta con una superficie interna del barril 8. Durante el uso, el calor generado por los LED's 32 es acoplado térmicamente con el sumidero de calor 36 y, a su vez, al alojamiento termoplástico 4, antes de ser disipado en el aire circundante, el casco 14 y el agua.
El material termoplástico se ha seleccionado, por tanto, para que facilite la disipación del calor desde el sumidero de calor 36. El presente Solicitante ha encontrado que el policarbonato resulta muy adecuado para dicho cometido de disipación de calor.
El conjunto 3 de LED incluye, de manera adicional, una barrera 38 ó retenedor que define un par de cámaras, de tal modo que cada una de ellas recibe un LED 32 respectivo. La barrera 38 está, típicamente, fijada a la PCB 34. La tapa de obturación 6 se ha dimensionado de tal manera que el conjunto de LED se sujeta en compresión entre la cabeza 10 dotada de brida y la tapa de obturación 6. La tapa de obturación 6 define, de manera adicional, una cavidad en cuyo interior está situado un transformador de caballete 40. El transformador de caballete 40 está montado en el conectador eléctrico 28 y conectado eléctricamente a éste, según se muestra en la Figura 4. Unos cables eléctricos (no mostrados) pueden disponerse interconectados entre el transformador de caballete 40 y la PCB 34 con el fin de proporcionar potencia eléctrica a los LED's 32, y se extienden a lo largo de un ánima central 42 definida por el sumidero de calor 36. El transformador de caballete 40 proporciona, típicamente, entre 5 y 32 voltios a los LED's 32 y puede estar configurado para suministrar tensión y corriente a los LED's 32 de acuerdo con la aplicación particular.
El conectador eléctrico 28 incluye una base ensanchada desde la que se extiende un vástago roscado 44. El vástago roscado 44 se extiende a través de la abertura definida en la tapa de obturación 6 y se acopla con una tuerca de montaje 46. Una junta tórica 48 puede circunscribir el árbol 44 y estar comprimida entre la base ensanchada y la tapa de obturación 6, de tal manera que impida que entre el agua en el aparato de iluminación 2. Los elementos de obturación estancos al agua existentes entre la tapa de obturación 6 y el alojamiento 4, y entre la tapa 6 y el conectador 28 se han clasificado como IP68.
De forma ventajosa, un usuario puede extraer rápidamente la tapa 6 del alojamiento 4 a la hora de reemplazar los LED's en caso de fallo, sin necesidad de levantar el casco 14 fuera del agua.
Una persona experta en la técnica apreciará que pueden realizarse numerosas realizaciones y variaciones sin apartarse del ámbito de la presente invención.
La realización preferida se ha encaminado a un aparato de iluminación 2 bajo el agua, destinado a ajustarse en el casco 14 de un barco. El aparato de iluminación resultará también adecuado para otras aplicaciones, tales como la iluminación que está empotrada en pavimentos o en las paredes de piscinas para natación. Otra aplicación adecuada para el aparato de iluminación sería como luces de suelo para propósitos decorativos o de seguridad.
El policarbonato tiene una elevada resistencia al impacto. En consecuencia, el aparato de iluminación resultará adecuado para aplicaciones en las que la iluminación será habitualmente destruida por actos vandálicos o por el entorno. En tales aplicaciones, el acceso al alojamiento puede estar diseñado de manera que se encuentre en una zona segura, en tanto que la ventana traslúcida queda expuesta a dichos vándalos o al entorno.
En el caso de que el aparato de iluminación de la presente invención se utilice en barcos, el presente Solicitante ha encontrado que la combinación de los LED's 32 y el alojamiento de una sola pieza 4 permite que el aparato de iluminación 2 se utilice fuera del agua. De esta forma, no es necesario que el aparato de iluminación 2 se apague, por ejemplo, cuando el barco está planeando. El presente Solicitante ha encontrado que la relativamente baja temperatura de los LED's y el uso de un alojamiento de una sola pieza eliminan la posibilidad de que resulte dañado cualquier agente sellador por el calor generado por la fuente de luz, y la consiguiente infiltración.
Por otra parte, puesto que el aparato de iluminación puede ser utilizado sin necesidad de refrigeración, el presente Solicitante puede conseguir una fuente de luz de alta intensidad sin que se dañe el alojamiento 4 en un entorno fuera del agua, tal como los que se han descrito anteriormente.
De acuerdo con la ley, la invención se ha descrito en un lenguaje más o menos específico de las características estructurales o de método. Ha de comprenderse que la invención no está limitada a las características específicas mostradas o descritas, ya que los medios que se han descrito aquí comprenden formas preferidas de llevar a efecto la invención. La invención se reivindica, por lo tanto, en cualquiera de sus formas o modificaciones, dentro del justo ámbito de las reivindicaciones que se acompañan, apropiadamente interpretadas por los expertos de la técnica.

Claims (17)

1. Un aparato de iluminación que incluye:
un alojamiento (4) de un material termoplástico, de tal modo que el alojamiento define una ventana traslúcida (12) y un barril cilíndrico (8) que se extiende desde la ventana (12);
un conjunto (3) de diodo emisor de luz o electro-luminiscente (LED), colocado dentro del alojamiento (4) para emitir luz a través de la ventana traslúcida (12), de tal manera que el conjunto (3) de LED incluye un sumidero de calor (36), colocado dentro del barril (8), y el sumidero de calor y el barril están configurados de forma tal, que el sumidero de calor hace contacto con una superficie interna del barril con el fin de facilitar la disipación de calor desde el sumidero de calor; y
una tapa (6) que cierra el alojamiento (4), de tal modo que la tapa se acopla con el alojamiento (4) de una manera sustancialmente estanca al agua y que facilita la rápida retirada de la tapa del alojamiento, caracterizado por que el alojamiento (4) es una estructura integrada, de una sola pieza, y la tapa sujeta el conjunto de LED a compresión y define una abertura dentro de la cual es recibido un conectador eléctrico de una manera sustancialmente estanca al agua, a fin de proporcionar un suministro de potencia eléctrica al conjunto de LED.
2. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el alojamiento es de un material de policarbonato.
3. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el sumidero de calor define una pluralidad de aletas (29) que hacen contacto con la superficie interna del barril.
4. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el barril cilíndrico define una rosca externa (9).
5. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual el alojamiento define una cabeza (10) dotada de una brida, en un extremo del barril.
6. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual la cabeza (10) dotada de brida define la ventana traslúcida.
7. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 4, que incluye adicionalmente una tuerca de montaje (16) destinada a acoplarse con la rosca, de tal manera que una pared puede ser comprimida entre la cabeza y la tuerca con el fin de montar el alojamiento en la pared.
8. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el alojamiento está moldeado por inyección.
9. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la tapa de obturación incluye un par de postes (22) que pueden acoplarse con un par de ranuras (24) definidas en el alojamiento, a fin de constituir un ajuste de bayoneta.
10. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la tapa de obturación es de material de policarbonato.
11. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la tapa de obturación define un rebaje circunferencial externo en el que puede ajustarse una junta tórica (30).
12. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el conjunto de LED incluye:
al menos un LED (32); y
una placa de circuito impreso (PBC) a la que se acopla o conecta eléctricamente el al menos un LED, de tal manera que el sumidero de calor se encuentra situado adyacente a la PBC, a la que está acoplado térmicamente el al menos un LED.
13. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual el conjunto de LED incluye, adicionalmente, una protección o barrera (38) que define al menos una cámara, cada una de las cuales está destinada a recibir un LED respectivo.
14. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual el sumidero de calor está mecanizado a parir de una barra maciza de aluminio y está anodizado.
\newpage
15. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual el sumidero de calor define un ánima central 42 a través de la cual pueden extenderse cables eléctricos.
16. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual el conjunto de LED incluye, adicionalmente, un transformador de caballete (40) destinado a proporcionar potencia eléctrica al menos un LED.
17. Un aparato de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la ventana incluye una lente para enfocar la luz procedente de al menos un LED.
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