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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für eine Leuchte bzw. eine Leuchte, die eine erfindungsgemäße Baugruppe aufweist. Die Baugruppe ist dafür vorgesehen, in einem Leuchtengehäuse angeordnet zu werden oder Teil eines Leuchtengehäuses zu sein. Sie weist wenigstens ein Leuchtmittel auf, das beispielsweise von einem Halbleiter-Leuchtmittel gebildet sein kann, wie etwa einer Leuchtdiode. Das wenigstens eine Leuchtmittel ist auf einem Leuchtmittelträger angeordnet. Zur Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtmittels ist eine Betriebssteuereinheit mit einem Schaltungsträger vorgesehen. Die Betriebssteuereinheit dient dazu, das wenigstens eine Leuchtmittel mit elektrischer Energie zu versorgen und gegebenenfalls die Leuchtleistung des Leuchtmittels einzustellen. Außerdem weist die Baugruppe einen Kühlkörper zur Kühlung des wenigstens einen Leuchtmittels und/oder der Betriebssteuereinheit auf. Der Kühlkörper kann dabei gleichzeitig ein Gehäuseteil der Leuchte bilden.
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Eine solche Baugruppe ist beispielsweise aus
DE 10 2010 030 702 A1 bekannt. Der Kühlkörper dieser Baugruppe bildet gleichzeitig das Leuchtengehäuse bzw. einen Teil davon. In dem Kühlkörper ist eine Ausnehmung vorhanden. In diese Ausnehmung ist die Betriebssteuereinheit eingesetzt. Über Kontaktstifte werden elektrische Anschlüsse der Betriebssteuereinheit nach außen geführt und bilden einen Leuchtensockel. Die Ausnehmung ist auf der dem Leuchtensockel entgegengesetzten Seite durch einen Leuchtmittelträger abgedeckt, der die Leuchtmittel der Baugruppe aufweist. Über einen ringförmigen Gehäuseteil wird der Leuchtmittelträger am Kühlkörper befestigt. Die elektrische Verbindung zwischen dem Schaltungsträger der Betriebssteuereinheit und dem Leuchtmittelträger erfolgt innerhalb des Aufnahmebereichs des Kühlkörpers. Zwischen dem Schaltungsträger und dem Leuchtmittelträger können elektrische Verbindungsleitungen vorgesehen sein. Alternativ können am Schaltungsträger auch nach oben abstehende Presspassungsstifte vorhanden sein, die einen Presssitz mit einer hohlen Durchkontaktierung am Leuchtmittelträger herstellen.
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AT 508 802 A1 beschreibt eine LED-Glühlampe. Dort soll ein LED-Modul in einem Glühlampenkörper eingesetzt werden. Es entsteht sozusagen eine LED-Leuchte im Retrodesign. Das LED-Modul kann bei einer Ausführungsform einen Kühlkörper aufweisen, in den ein Schaltungsträger eingesteckt ist. Am Schaltungsträger sind Stifte vorhanden, die in zwei Steckkontakte des Kühlkörpers eingreifen. Dadurch kann eine Kontaktierung mit Leiterbahnen auf einem Dielektrikum hergestellt werden, das auf der Oberfläche des Kühlkörpers aufgebracht ist.
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Eine als Halbleiterlampe ausgeführte Retrofitlampe ist auch aus
DE 10 2010 003 680 A1 bekannt. Eine als Leuchtmittelträger dienende Platine ist mit einem Treiber 5 über ein Kabel verbunden. Die Platine und der Treiber sind auf unterschiedlichen Seiten eines Kühlkörpers angeordnet. Über eine Kabeldurchführung in der Platine und im Kühlkörper kann eine elektrische Verbindung erreicht werden.
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DE 10 2009 060 434 A1 beschreibt eine LED-Leuchte mit thermischem Koppelelement, die miteinander verschraubt sind.
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DE 201 02 325 U1 zeigt ein Leuchtmittel mit auf einem Träger in einem Gehäuse angeordneten LEDs. Ein Teil des Gehäuses bildet einen HV-Halogen-Lampensockel.
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Bei der aus
DE 10 2009 050 395 A1 bekannten LED-Leuchte soll der Abstrahlwinkel stufenlos einstellbar sein. Dazu ist die Distanz zwischen einer Fresnellinsen aufweisenden Linsenplatte einstellbar.
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Ausgehend hiervon kann es als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine einfacher zu montierende Baugruppe zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist der das wenigstens eine Leuchtmittel aufweisende Leuchtmittelträger auf einer ersten Seite am Kühlkörper befestigt. An einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Kühlkörpers ist der Schaltungsträger der Betriebssteuereinheit befestigt. Zwischen der ersten und der zweiten Seite weist der Kühlkörper wenigstens eine Befestigungsöffnung auf, die den Kühlkörper zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite vollständig durchsetzt.
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Zur elektrischen Kontaktierung ist am Leuchtmittelträger ein erstes elektrisches Anschlussmittel vorgesehen. Zur elektrischen Kontaktierung der Betriebssteuereinheit ist am Schaltungsträger ein zweites elektrisches Anschlussmittel vorgesehen. Über einen elektrisch leitenden Kontaktstift wird eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlussmittel und dem zweiten Anschlussmittel hergestellt. Dabei durchgreift der Kontaktstift die Befestigungsöffnung des Kühlkörpers. Auf diese Weise wird über den Kontaktstift nicht nur eine elektrische Verbindung zwischen dem Schaltungsträger und dem Leuchtmittelträger hergestellt, sondern sowohl der Schaltungsträger, als auch der Leuchtmittelträger werden über den wenigstens einen Kontaktstift am Kühlkörper befestigt.
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Das separate Herstellen der mechanischen Verbindung und der elektrischen Verbindung entfällt. Durch das Anbringen des wenigstens einen Kontaktstifts wird gleichzeitig die elektrische und die mechanische Verbindung geschaffen. Dies bewirkt eine erhebliche Vereinfachung der Montage und mithin auch eine Reduzierung der Montagezeit. Das Herstellen einer elektrischen Verbindung ist häufig aufwendig und kann bei unsachgemäßer Ausführung auch zu Kontaktierungsproblemen führen. Demgegenüber ist das Herstellen einer mechanischen Verbindung mit einem Kontaktstift, beispielsweise eine Schraubverbindung, sehr einfach. Wenn dadurch gleichzeitig auch eine elektrische Verbindung hergestellt wird, ist die Fehleranfälligkeit bei der Herstellung der Baugruppe reduziert.
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An dem wenigstens einen Kontaktstift ist ein Haltemittel vorhanden. Bei hergestellter mechanischer Verbindung wirkt das Haltemittel mit einem Gegenhaltemittel zusammen, das am ersten Anschlussmittel und/oder am zweiten Anschlussmittel vorhanden sein kann. Als Haltemittel dient ein Gewinde am Kontaktstift, das insbesondere als Außengewinde ausgeführt ist. Als Gegenhaltemittel dient ein Gegengewinde am zugeordneten Anschlussmittel, das insbesondere als Innengewinde ausgeführt ist. Vorzugsweise ist das Gegenhaltemittel am zweiten Anschlussmittel des Schaltungsträgers vorhanden. Der Kontaktstift wird dann am zweiten Anschlussmittel verschraubt, wobei ein Kopf des Kontaktstiftes den Leuchtmittelträger am Kühlkörper sichert. Die Zuordnung kann auch so gewählt sein, dass der Kopf des Kontaktstiftes am Schaltungsträger anliegt und der Kontaktstift mit einem Gegengewinde des ersten Anschlussmittels am Leuchtmittelträger verschraubt ist.
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Erfindungsgemäß ist die mechanische Verbindung und mithin auch die elektrische Verbindung sehr einfach durch eine Schraubverbindung herstellbar. Solche Schraubverbindungen können auch automatisiert hergestellt werden.
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Dem Gegenhaltemittel kann auch eine Verdrehsicherung zugeordnet sein. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Verbindung des Haltemittels am Kontaktstift und des Gegenhaltemittels durch eine Relativverdrehung hergestellt wird, beispielsweise durch eine Schraubverbindung. Die Verdrehsicherung dient dazu, das beim Drehen des Kontaktstiftes um seine Längsachse auf das Gegenhaltemittel übertragene Drehmoment mittelbar oder unmittelbar am Kühlkörper abzustützen. Dadurch wird sichergestellt, dass elektrische Bauteile und/oder elektrische Verbindung kein Drehmoment aufnehmen, das zu einer Beschädigung führen könnte. Vorzugsweise ist die Verdrehsicherung unmittelbar an dem das Gegenhaltemittel aufweisenden Anschlussmittel vorgesehen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das das Gegenhaltemittel aufweisende Anschlussmittel von einem quer von dem Leuchtmittelträger bzw. dem Schaltungsträger wegragenden Anschlussvorsprung gebildet. Der Anschlussvorsprung kann eine zylindrische Ausnehmung mit einem Innengewinde als Gegenhaltemittel aufweisen. Eine besonders einfache Verdrehsicherung kann dadurch erreicht werden, dass die am Anschlussvorsprung vorhandene Umfangsfläche eine gegenüber einer Zylindermantelfläche abweichende Form aufweist. Beispielsweise kann die Umfangsfläche einen oder mehrere ebene Flächenabschnitte aufweisen. Alternativ könnten auch Radialvorsprünge und/oder Radialausnehmungen oder andere Elemente an der Umfangsfläche vorhanden sein, die zu einer von einer Zylindermantelfläche abweichenden Form führen. Am Kühlkörper und/oder an einem zwischen dem Kühlkörper und dem das Gegenhaltemittel aufweisenden Anschlussmittel können Abstützmittel vorhanden sein, die ebenfalls zur Verdrehsicherung gehören und beispielsweise mit der nichtzylindrischen Umfangsfläche des Anschlussvorsprungs zusammenarbeiten, um ein Drehmoment abzustützen.
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Das Anschlussmittel, das kein Gegenhaltemittel aufweist, weist eine elektrisch leitende Anschlussfläche auf. Diese ist Bestandteil des ersten Anschlussmittels am Leuchtmittelträger. Die Anschlussfläche ist neben einem Befestigungsloch angeordnet und kann dieses ringförmig umschließen. Der Kontaktstift durchgreift das Befestigungsloch und liegt mit einem Kontaktteil auf der Anschlussfläche auf. Dadurch kann durch das Kontaktteil des Kontaktstiftes eine elektrische Verbindung und eine mechanische Haltefunktion bewirkt werden. Das Kontaktteil kann ringförmig ausgestaltet sein und ist unmittelbar benachbart zu einem Kopf des Kontaktstifts angeordnet. Das Kontaktteil kann bei dieser Ausgestaltung gleichzeitig als Distanzstück zwischen dem Leuchtmittelträger bzw. dem Schaltungsträger und dem Kopf dienen, der zum mechanischen Halten eines einen Gehäuseteil der Baugruppe oder der Leuchte darstellenden Abdeckrings dient. Eine Höhe des Kontaktteils in Richtung einer Längsachse des Kontaktstiftes ist größer als die Dicke des Abdeckrings im Umfangsbereich um die Löcher. Dadurch ist sichergestellt, dass eine ausreichend gute elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktteil und der zugeordneten Anschlussfläche hergestellt ist und der elektrische Kontakt nicht durch den Abdeckring beeinträchtigt wird.
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Am Kontaktteil ist eine der Anschlussfläche zugeordnete Kontaktfläche vorhanden. Bei einer vorteilhaften Ausführung ist an dieser Kontaktfläche ein Profil bzw. eine Verzahnung vorhanden. Insbesondere ist dadurch die Kontaktfläche in Umfangsrichtung um die Längsachse des Kontaktstiftes gesehen uneben ausgeführt, beispielsweise gezackt oder gewellt.
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Es ist außerdem vorteilhaft, wenn in der wenigstens einen Befestigungsöffnung des Kühlkörpers eine den zugeordneten Kontaktstift vollständig umschließende Isolierhülse aus elektrischem isolierendem Material angeordnet ist. Häufig besteht der Kühlkörper aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Aluminium. Um eine versehentliche elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktstift und dem Kühlkörper zu vermeiden, ist in der wenigstens einen Befestigungsöffnung eine Isolierhülse angeordnet. Um die Anzahl der zu montierenden Teile zu verringern, kann die Isolierhülse Bestandteil eines Gehäuses der Betriebssteuereinheit sein. Vorzugsweise durchsetzt die Isolierhülse die Befestigungsöffnung des Kühlkörpers vollständig.
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Das zweite Anschlussmittel ist vorzugsweise auf einer Rückseite des Schaltungsträgers angeordnet. Diese Rückseite des Schaltungsträgers ist im Wesentlichen frei von Bauteilen. Insbesondere sind dort keine Bauteile vorhanden, deren Höhe einen vorgegebenen Grenzwert von 3 bis 55 mm übersteigt. Auf der der Rückseite entgegengesetzten Vorderseite des Schaltungsträgers sind die elektrischen und elektronischen Bauelemente der Betriebssteuereinheit angeordnet. Die Vorderseite stellt mithin die Bestückungsseite dar. Dadurch kann die Länge des Kontaktstifts bzw. des Anschlussvorsprungs am Schaltungsträger verringert werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung sowie sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Baugruppe für eine Leuchte in perspektivischer Darstellung,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Baugruppe für eine Leuchte in perspektivischer Darstellung mit Blick auf die Leuchtmittel,
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3 das Ausführungsbeispiel der Baugruppe gemäß 2 in einer anderen perspektivischen Darstellung mit Blick auf die den Leuchtmitteln abgewandte Seite,
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Baugruppe für eine Leuchte in perspektivischer Explosionsdarstellung,
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5 das Ausführungsbeispiel der Baugruppe gemäß 4 in einer Explosionsdarstellung in Seitenansicht,
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6 ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktteils an einem Kontaktstift der Baugruppe gemäß einem der Ausführungsbeispiele nach 1 bis 5,
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7 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Baugruppe gemäß 4 und 5,
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8 einen Querschnitt durch die Baugruppe aus 7 gemäß der Schnittlinie VIII-VIII.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer Baugruppe 10 für eine Leuchte dargestellt. Die Baugruppe 10 weist wenigstens ein und beispielsgemäß mehrere Leuchtmittel 11 auf, die auf einem Leuchtmittelträger 12 angeordnet sind. Als Leuchtmittel 11 dient ein Halbleiter-Leuchtmittel, beispielsweise eine Leuchtdiode. Der Leuchtmittelträger 12 ist durch eine Leiterplatte gebildet. Die Leiterplatte kann eine beliebige Kontur aufweisen und ist bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen kreisrund konturiert.
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Der Leuchtmittelträger 12 weist außerdem ein erstes elektrisches Anschlussmittel 13 auf. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das erste elektrische Anschlussmittel 13 durch wenigstens zwei elektrisch leitfähige Anschlussflächen 14 gebildet. Die Anschlussflächen 14 sind unmittelbar auf der Oberseite 15 des Leuchtmittelträgers 12 angeordnet. Auf der Oberseite 15 des Leuchtmittelträgers 12 sind auch die Leuchtmittel 11 angeordnet. Über nicht näher dargestellte Leiterbahnen sind die beiden Anschlussflächen jeweils mit den beiden elektrischen Anschlüssen eines Leuchtmittels 11 verbunden. Die elektrische Verbindung mit den Leuchtmitteln 11 kann somit über das erste elektrische Anschlussmittel 13 hergestellt werden.
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Der Leuchtmittelträger 12 weist zumindest ein Befestigungsloch 18 auf. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind mehrere Befestigungslöcher 18 und beispielsgemäß drei Befestigungslöcher 18 vorhanden, die den Leuchtmittelträger 12 vollständig durchsetzen. Die beiden Anschlussflächen 14 sind ringförmig um jeweils ein Befestigungsloch 18 herum angeordnet.
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Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Anschlussflächen 14 zur Versorgung der Leuchtmittel 11 mit elektrischer Energie vorgesehen. Es ist auch möglich, weitere Anschlussflächen 14 vorzusehen, z.B. um die Leuchtmittel 11 zu steuern. Es ist auch möglich, auf dem Leuchtmittelträger 12 einen Sensor oder ein anderes Bauelemente anzuordnen, so dass auf dem Leuchtmittelträger 12 für solche weiteren Bauelemente zusätzliche Anschlussflächen zur elektrischen Kontaktierung vorhanden sein können. Im einfachsten Fall genügen zwei elektrische Anschlussflächen 14 zur Spannungs- bzw. Stromübertragung zu den Leuchtmitteln 11, wie dies in 4 dargestellt ist.
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Die Baugruppe 10 weist außerdem einen Kühlkörper 20 auf. An dem Kühlkörper 20 ist eine dem Leuchtmittelträger 12 zugeordnete erste Seite 21 und eine dem Leuchtmittelträger 12 abgewandte Seite 22 vorhanden. An der ersten Seite 21 wird der Leuchtmittelträger 12 befestigt. Hierzu dienen die Befestigungslöcher 18 im Leuchtmittelträger 12. Von der zweiten Seite 22 her wird am Kühlkörper 20 eine Betriebssteuereinheit 23 der Baugruppe 10 befestigt. Die Betriebssteuereinheit 23 kann vollständig oder teilweise in einer Ausnehmung des Kühlkörpers 20 angeordnet sein. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der 1 bis 3 ragt ein Gehäuse 24 der Betriebssteuereinheit 23 aus der Ausnehmung der Kühlkörper 20 heraus. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der 4, 5, 7 und 8 ist das Gehäuse 24 der Betriebssteuereinheit 23 vollständig innerhalb der Ausnehmung des Kühlkörpers 20 angeordnet.
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Das Gehäuse 24 der Betriebssteuereinheit 23 weist beispielgemäß ein erstes Gehäuseteil 25 sowie ein zweites Gehäuseteil 26 auf. Im Gehäuse 24 sind die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 27 der Betriebssteuereinheit 23 angeordnet. Die Bauelemente 27 sind an einem Schaltungsträger 28 angeordnet, der beim Ausführungsbeispiel als Leiterplatte ausgeführt ist. Vorzugsweise befinden sich alle Bauelemente 27 auf einer Bestückungsseite 29 des Schaltungsträgers 28. Auf der der Bestückungsseite 29 entgegengesetzten Rückseite 30 des Schaltungsträgers 28 ist ein zweites elektrisches Anschlussmittel 31 vorhanden. Das zweite elektrische Anschlussmittel 31 weist mehrere und beispielsgemäß zwei elektrische Anschlüsse auf, die bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel durch jeweils einen Anschlussvorsprung 32 gebildet sind. In Gebrauchslage wird jeder elektrische Anschluss des ersten Anschlussmittels 13 mit jeweils einem elektrischen Anschluss des zweiten Anschlussmittels 31 elektrisch verbunden.
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Wie dies insbesondere in 4 zu erkennen ist ragt jeder Anschlusskörper 32 quer von der Rückseite 30 des Schaltungsträgers 28 weg. In das freie Ende jedes Anschlusskörpers 32 ist ein zylindrisches Loch 33 mit einem Innengewinde 34 eingebracht. Die Umfangsfläche 35 des Anschlussvorsprungs 32 weicht von der Form einer Zylindermantelfläche ab. Um dies zu erreichen bestehen mehrere Möglichkeiten. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 weist die Umfangsfläche 35 wenigstens einen und beispielsgemäß drei ebene Flächenabschnitte 36 an der Umfangsfläche 35 auf. Die ebenen Flächenabschnitte 36 sind Bestandteil einer Verdrehsicherung 37 worauf später noch im Detail eingegangen wird.
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Das erste Gehäuseteil 25 des Gehäuses 24 der Betriebssteuereinheit 23 ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen dem Schaltungsträger 28 und dem Kühlkörper 20 angeordnet und stellt eine elektrische Isolierung zwischen den elektrisch leitenden Teilen der Betriebssteuereinheit 23 und dem Kühlkörper 20 her. Das erste Gehäuseteil 25 weist zwei Isolierhülsen 42 auf, deren Durchgangsloch 43 koaxial zu einer beispielsgemäß zylindrischen Befestigungsöffnung 44 des Kühlkörpers 20 angeordnet ist. Jede Befestigungsöffnung 44 durchsetzt den Kühlkörper 20 vollständig zwischen der ersten Seite 21 und der zweiten Seite 22. Die Isolierhülsen 42 ragen in die jeweils zugeordnete Befestigungsöffnung 44 hinein und durchsetzen diese vorzugsweise nicht vollständig. Sie schließen allenfalls bündig mit der ersten Seite 21 ab, ragen aber nicht über diese erste Seite 21 hinaus. Somit ist sichergestellt dass der Leuchtmittelträger auf den Kühlkörper aufliegt und eine thermische Anbindung gewährleistet ist. Der Außendurchmesser und die Wandstärke der Isolierhülse 42 sind ausreichend groß, so dass auch beim Vorhandensein eines geringen Abstands zwischen der Isolierhülse 42 und der Oberseite 21 des Kühlkörpers bzw. Unterseite des Leuchtmittelträgers 12 alle Kriech- und Luftstreckenvorgaben eingehalten werden und somit die elektrische Isolation gewährleistet bleibt.
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Im Anschluss an die hohlzylindrischen Isolierhülsen 42 weist das erste Gehäuseteil 25 jeweils einen Sicherungsvorsprung 45 auf. Der Sicherungsvorsprung 45 kann in Abwandlung zu der dargestellten Ausführungsbeispiel eine beliebige Außenkontur haben. Wie in 4 und 5 veranschaulicht, weist der Sicherungsvorsprung 45 beispielsgemäß eine in etwa quaderförmige Gestalt auf. Er greift in eine jeweils zugeordnete Sicherungsausnehmung 46 ein. Beim Ausführungsbeispiel weist jeder Sicherungsvorsprung 45 zwei auf entgegengesetzten Seiten angeordnete Seitenflächen 47 auf, die insbesondere eben ausgeführt sind. Die beiden Seitenflächen 47 liegen im montierten Zustand an jeweils einer zugeordneten Innenfläche 48 der Sicherungsausnehmung 46 an, wie dies in 8 zu erkennen ist.
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Zu der dem Schaltungsträger 28 zugeordneten Seite ist der Sicherungsvorsprung 45 offen, wobei er zumindest für jeden Anschlussvorsprung 32 eine Aufnahmevertiefung 50 aufweist. Die Aufnahmevertiefung 50 kann an die Kontur des zugeordneten Anschlussvorsprungs 32 angepasst sein. Zumindest ist der Anschlussvorsprung 32 verdrehsicher in der Aufnahmevertiefung 50 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, dass die Ausnahmevertiefung 50 zumindest eine und vorzugsweise zwei ebene Anlageflächen 51 aufweist, die jeweils einem ebenen Flächenabschnitt 36 der Umfangsfläche 35 des Anschlussvorsprungs 32 zugeordnet sind. Im montierten Zustand liegt an jeder Anlagefläche 51 ein zugeordneter Flächenabschnitt 36 an.
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Es versteht sich, dass zwischen einer Anlagefläche 51 und einem Flächenabschnitt 36 bzw. zwischen einer Seitenfläche 47 und einer zugeordneten Innenfläche 48 der Sicherungsausnehmung 46 im montiertem Zustand auch ein geringes Spiel vorherrschen kann, um das Einsetzen der Bauteile ineinander zu vereinfachen und ein Klemmen zu vermeiden.
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Wie dies insbesondere in 8 zu erkennen ist, gehört zu der Verdrehsicherung neben den ebenen Flächenabschnitten 36 der Anschlussvorsprünge 32, auch die zugeordneten Aufnahmeflächen 51 sowie die Seitenflächen 47 und die zugeordneten Innenflächen 48 der Sicherungsausnehmung 46. Ein Drehmoment, das auf die Anschlussvorsprünge 32 um die Längsachse des zylindrischen Loches 33 wirkt, wird daher mittelbar unter Zwischenschaltung des ersten Gehäuseteils 25 am Kühlkörper 20 abgestützt. Dadurch wird verhindert, dass das Drehmoment zwischen dem Anschlussvorsprung 32 und dem Schaltungsträger 28 wirkt und zu einer Beschädigung der elektrischen Verbindungen führt.
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Die Baugruppe 10 weist außerdem wenigstens einen und beispielgemäß zwei Kontaktstifte 60 auf, die beim Ausführungsbeispiel an einem axialen Ende einen insbesondere zylindrischen Kopf 61 und am anderen axialen Ende ein Gewinde 62 aufweisen. Die Kontaktstifte 60 sind aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt. Das Gewinde 62 ist beispielsgemäß als Außengewinde an einem zylindrischen Schaft 63 des Kontaktstifts 60 angeordnet. Jedem Kontaktstift 60 ist ein Kontaktteil 64 zugeordnet, das unmittelbar benachbart zum Kopf 61 angeordnet ist und an seiner dem Kopf 61 entgegengesetzten Seite eine Kontaktfläche 65 aufweist. Das Kontaktteil 64 ist beispielsgemäß als Ring ausgeführt und umschließt den Schaft 63 vollständig. Die Kontaktfläche 65 ist mithin als ringförmig geschlossene Fläche ausgeführt. Der Durchmesser des Kontaktteils 64 ist kleiner als der des Kopfes 61.
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Die Kontaktfläche 65 ist einer Anschlussfläche 14 des ersten Anschlussmittels 13 zugeordnet. Bei hergestellter elektrischer Verbindung liegt die Kontaktfläche 65 an der zugeordneten Anschlussfläche 14 an. In Umfangsrichtung um die Längsachse L des Kontaktstifts 60 gesehen kann die Kontaktfläche 65 uneben ausgeführt sein und eine Verzahnung bzw. ein Profil bilden. Wie beispielhaft schematisch in 6 veranschaulicht, kann die Kontaktfläche 65 in Umfangsrichtung gezackt oder gewellt ausgeführt sein.
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Das Kontaktteil 64 kann als separater elektrisch leitfähiger Ring um den Schaft 63 des Kontaktstiftes 60 gesteckt werden. Das Kontaktteil kann elastisch oder federnd sein. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt das Kontaktteil 64 einen festen und integralen Bestandteil des Kontaktstifts 60 dar und ist mit diesem ohne Naht- und Fügestelle aus einem einheitlichen Material hergestellt.
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Am Kontaktstift 60 ist beim Ausführungsbeispiel durch das Gewinde 62 ein Haltemittel 68 vorhanden, das mit einem Gegenhaltemittel 69 der zweiten Anschlussmittel 31 zusammenarbeitet, um eine mechanische Verbindung zwischen dem Leuchtmittelträger 12 und dem Schaltungsträger 28 herzustellen und dadurch sowohl den Leuchtmittelträger 12, als auch den Schaltungsträger 28 am Kühlkörper 20 zu befestigen. Die Gegenhaltemittel 69 sind durch ein Gegengewinde zum Gewinde 62 des Kontaktstifts gebildet, beispielsgemäß durch das Innengewinde 34. Bei hergestellter mechanischer Verbindung zwischen dem Kontaktstift 60 und dem zweiten elektrischen Anschlussmittel 31 wird gleichzeitig eine elektrische Verbindung hergestellt, da sowohl der Anschlussvorsprung 32, als auch der Kontaktstift 60 elektrisch leitend sind.
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Die hergestellte elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Betriebssteuereinheit 23 und den ersten Anschlussmitteln 13 am Leuchtmittelträger 12 ist in 8 veranschaulicht. Die Kontaktstifte 60 sind mit ihrem einen Ende mit dem jeweils zugeordneten Gegen- bzw. Innengewinde 34 des zugeordneten Anschlussvorsprungs 32 verschraubt. Auf der ersten Seite 21 des Kühlkörpers 20 stützen sich die Kontaktstifte 60 über ihre jeweilige Kontaktfläche 65 auf der zugeordneten Anschlussfläche 14 des ersten Anschlussmittels 13 ab. Somit ist der Leuchtmittelträger 12 auf der ersten Seite 21 und der Schaltungsträger 28 auf der zweiten Seite 22 des Kühlkörpers 20 über die Kontaktstifte 60 gehalten. Außerdem stellen die Kontaktstifte 60 eine elektrische Verbindung vom Schaltungsträger 28 zum Leuchtmittelträger 12 her.
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Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen sind neben den beiden Kontaktstiften 60 zusätzlich ein Befestigungsmittel 70 in Form einer weiteren Schraube 71 vorgesehen. Die Schraube 71 durchgreift ein zugeordnetes Befestigungsloch 18 des Leuchtmittelträgers 12 und wird direkt im Bereich der ersten Seite 21 am Kühlkörper 20 verschraubt. Wie bereits erwähnt, können anstelle von zwei Kontaktstiften 60 auch drei oder mehr Kontaktstifte 60 vorgesehen sein, wenn nicht lediglich zwei, sondern mehr als zwei separate elektrische Verbindungen zwischen dem Schaltungsträger 28 und dem Leuchtmittelträger 12 hergestellt werden sollen.
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Die Baugruppe 10 weist vorzugsweise außerdem einen Abdeckring 75 auf, der den Leuchtmittelträger 12 teilweise abdeckt bzw. umschließt. Der Abdeckring 75 weist eine Zentralöffnung 76 für das wenigstens eine Leuchtmittel 11 auf. Sind mehrere Leuchtmittel 11 vorgesehen, können mehrere Zentralöffnungen 76 oder wie beim bevorzugten Ausführungsbeispiel eine ausreichend große Zentralöffnung 76 für alle Leuchtmittel 11 im Abdeckring 75 vorhanden sein. Der Abdeckring 75 umschließt den Leuchtmittelträger 12 um das wenigstens eine Leuchtmittel 11 herum.
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Zur weiteren Vereinfachung der Montage wird der Abdeckring 75 ebenfalls durch die Kontaktstifte 60 am Kühlkörper 20 gehalten. Hierfür sind fluchtend zu dem Befestigungslöchern 18 im Leuchtmittelträger 12 entsprechende Löcher 77 im Abdeckring 75 vorgesehen. Ein weiteres Loch 77 ist für das Befestigungsmittel 70 vorhanden.
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Die Höhe H des Kontaktteils 64 in Richtung der Längsachse L des Kontaktstiftes 60 definiert den Abstand zwischen dem Kopf 61 und der Anschlussfläche 14 des ersten Anschlussmittels 13. Die Höhe H des Kontaktteils 64 ist größer als die Dicke des Abdeckrings 75 im Umfangsbereich um die Löcher 77. Die Löcher 77 haben eine ausreichende Größe, um das jeweils zugeordnete Kontaktteil 64 aufzunehmen. Über den Kopf 61 des Kontaktstifts 60 wird der Abdeckring 65 am Kühlkörper 20 gesichert. Auf diese Weise entsteht ein Spiel S zwischen dem Abdeckring 75 und den Köpfen 61 der Kontaktstifte 60. An der Schraube 71 kann ein den Kontaktteilen 64 entsprechendes Distanzstück bzw. ein Distanzring vorgesehen sein. Durch das Spiel S wird sichergestellt, dass die Kontaktflächen 65 der Kontaktteile auf der jeweils zugeordneten Anschlussfläche 14 aufliegen und eine gute elektrische Verbindung herstellen. Weiterhin wird so auch sichergestellt, dass der Leuchtmittelträger mit seiner Rückseite gleichmäßig am Kühlkörper anliegt und somit eine optimale thermische Anbindung gewährleistet ist. Wäre die Dicke des Abdeckrings 75 im Bereich der Löcher 77 auch nur geringfügig größer als die Höhe H des Kontaktteils 64 könnte dadurch ein Abstand zwischen dem Kontaktteil 64 und der Anschlussfläche 14 entstehen, was eine ausreichend gute elektrische Verbindung unterbinden würde.
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Das Kontaktteil 64 kann elastisch bzw. federnd ausgeführt sein, z.B. in Gestalt eines separat aufgeschobenen Federrings. Durch Krafteinwirkung kann sich die Höhe H des Kontaktteils 64 in montiertem Zustand aufgrund der elastischen Verformung verringern. Die Dicke des Abdeckrings 75 kann im Umfangsbereich um die Löcher 77 kleiner als die Höhe H des Kontaktteils 64 im unverformten Zustand gewählt werden. Vorzugsweise ist die Dicke des Abdeckrings 75 im Umfangsbereich um die Löcher 77 aber so groß, dass die elastische Verformung des Kontaktteil 64 begrenzt und eine übermäßige Krafteinwirkung über das Kontaktteil 64 auf die Anschlussstelle 14 vermieden ist. Eine größere vom Kontaktstift 60 aufgebrachte Kraft wird dann vom Abdeckring 75 aufgenommen, der sich wiederum am Kühlkörper 20 abstützt.
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Zusätzlich kann auch ein separater federelatischer Ausgleichsring zwischen dem Kopf 61 des Kontaktstifts 60 und dem Abdeckring 75 angeordnet werden, um das Spiel S des Abdeckrings 75 gegenüber dem Kopf 61 auszugleichen, so dass der Abdeckring 75 nicht wackelt. Die Höhe H des Kontaktteils 64 muss dementsprechend angepasst sein, damit auch in diesem Fall eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist.
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Die Baugruppe 10 lässt sich sehr schnell montieren. Hierfür wird der Schaltungsträger 28 mit den elektrischen Bauelementen 27 zwischen die beiden Gehäuseteile 25, 26 des Gehäuses 24 der Betriebssteuerschaltung 23 eingesetzt und anschließend das Gehäuse 24 von der zweiten Seite 22 her am Kühlkörper 20 angeordnet. Auf der entgegengesetzten ersten Seite 21 des Kühlkörpers 20 wird der Leuchtmittelträger 12 sowie der Abdeckring 75 positioniert und die beiden Kontaktstifte 60 werden durch den Abdeckring 75, dem Leuchtmittelträger 12, den Kühlkörper 20 mit den Anschlussvorsprüngen 32 am Schaltungsträger 28 verschraubt, wodurch gleichzeitig eine mechanische und eine elektrische Verbindung hergestellt ist. Erforderlichenfalls kann ein zusätzliches Befestigungsmittel 70 für den Abdeckring 75 und/oder den Leuchtmittelträger 12 und/oder das Gehäuse 24 der Betriebssteuereinheit 23 zur Befestigung am Kühlkörper 20 vorhanden sein.
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Zur Versorgung mit elektrischer Energie ist die Betriebssteuereinheit 23 insbesondere über ein Kabel 78 mit einer Strom- oder Spannungsquelle verbunden. Am Gehäuse 24 der Betriebssteuerschaltung kann für das Kabel 78 eine Zugentlastung 79 vorgesehen sein, wobei ein Teil der Zugentlastung 79 zum ersten Gehäuseteil 25 und der andere Teil der Zugentlastung 79 zum zweiten Gehäuseteil 26 gehört. Die beiden Teile der Zugentlastung 79 können jeweils integraler Bestandteil des Gehäuseteils 25, 26 sein und aus einem einheitlichen Material naht- und fügestellenlos mit dem betreffenden Gehäuseteil 25, 26 gemeinsam hergestellt sein, beispielsweise durch ein Gießverfahren, wie etwa Spritzgießen.
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Die Zugentlastung 79 ist lediglich beispielhaft in 2 dargestellt und kann bei allen Ausführungsbeispielen vorhanden sein.
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In Abwandlung zu den dargestellten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen können die Gegenhaltemittel 69 auch am ersten Anschlussmittel 13 vorhanden sein. Die Köpfe 61 und die Kontaktteile 64 sind dann dem Schaltungsträger 28 zugeordnet, der dann den Kontaktteilen zugeordnete Anschlussflächen aufweist, während die an den Kontaktstiften 60 vorhandenen Haltemittel 69 dem Leuchtmittelträger 12 zugeordnet sind.
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Eine weitere Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann darin bestehen, dass die Isolierhülsen 42 getrennt vom Gehäuse 24 der Betriebssteuereinheit 23 ausgeführt werden. Allerdings hat die im Zusammenhang mit dem bevorzugten Ausführungsbeispielen geschilderte Variante, bei der die Isolierhülsen 42 integral naht- und fügestellenfrei aus einem einheitlichen Material wie das Gehäuse 24 hergestellt und dort ausgeformt sind den Vorteil, dass die Anzahl der zu montierenden Teile reduziert wird, was die Handhabung bei der Montage vereinfacht.
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Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsform kann die elektrische Kontaktierung zwischen dem Leuchtmittelträger 12 und dem Schaltungsträger 28 auch unabhängig von dem wenigstens einen Kontaktstift 60 erfolgen, beispielsweise über elektrische Federkontakte. Der wenigstens eine Kontaktstift 60 dient in diesem Fall lediglich als mechanisches Befestigungselement.
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Bei allen Ausführungsformen kann über den wenigstens einen Kontaktstift 60 wird die mechanische Verbindung zwischen Abdeckring 75 und dem Schaltungsträger 28 hergestellt werden. Der Abdeckring 75 sorgt dafür, dass der Leuchtmittelträger 12 mit seiner Rückseite gleichmäßig am Kühlkörper 20 anliegt und damit eine optimale thermische Anbindung gewährleistet ist. Durch das Anordnen einer Federanordnung zwischen dem Abdeckring 75 und dem Leuchtmittelträger 12 kann der Abdeckring 75 einen definierten Anpressdruck auf den Leuchtmittelträger 12 ausüben. Die Federanordnung kann beispielsweise Schraubenfedern oder Tellerfedern aufweisen. Die von dem wenigstens einen Kontaktstift 60 ausgeübte Kraft wird über den Abdeckring 75 am Kühlkörper 20 abgestützt, um eine Beschädigung des Leuchtmittelträgers 12 zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe 10 für eine Leuchte. Die Baugruppe 10 weist wenigstens ein Leuchtmittel 11 auf, das auf einem als Leiterplatte ausgeführten Leuchtmittelträger 12 angeordnet ist. Die Baugruppe 10 weist ferner eine Betriebssteuereinheit 23 auf, die das wenigstens eine Leuchtmittel 11 mit elektrischer Energie versorgt und/oder das Leuchtmittel 11 ansteuert, beispielsweise dessen Helligkeit steuert oder regelt. Die Betriebssteuereinheit 23 weist hierfür eine Steuerschaltung mit Bauelementen 27 auf, die auf einem Schaltungsträger 28, der ebenfalls als Leiterplatte ausgeführt ist, angeordnet ist. Am Leuchtmittelträger 12 ist ein erstes Anschlussmittel 13 vorhanden. Am Schaltungsträger 28 ist ein zweites Anschlussmittel 31 vorhanden. Über die beiden Anschlussmittel 13, 31 kann eine elektrische Verbindung zwischen der Steuerschaltung der Betriebssteuereinheit 23 und dem wenigstens einen Leuchtmittel 11 hergestellt werden. Hierzu dienen schraubenförmige Kontaktstifte 60, die Haltemittel 68 aufweisen. Die Haltemittel 68 wirken mit Gegenhaltmittel 69 zusammen, die an einem der Anschlussmittel 13, 31 vorhanden sind. An Anschlussflächen 14 des jeweils anderen Anschlussmittels 31 bzw. 13 liegen die Kontaktstifte 60 über Kontaktteile 64 an. Auf diese Weise kann der Leuchtmittelträger 12 über die Kontaktstifte 60 mit dem Schaltungsträger 28 mechanisch und gleichzeitig elektrisch verbunden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Baugruppe
- 11
- Leuchtmittel
- 12
- Leuchtmittelträger
- 13
- erstes elektrisches Anschlussmittel
- 14
- Anschlussfläche
- 15
- Oberseite
- 18
- Befestigungsloch
- 20
- Kühlkörper
- 21
- erste Seite des Kühlkörpers
- 22
- zweite Seite des Kühlkörpers
- 23
- Betriebssteuereinheit
- 24
- Gehäuse
- 25
- erstes Gehäuseteil
- 26
- zweites Gehäuseteil
- 27
- Bauelement der Betriebssteuereinheit
- 28
- Schaltungsträger
- 29
- Bestückungsseite des Schaltungsträgers
- 30
- Rückseite des Schaltungsträgers
- 31
- zweites elektrisches Anschlussmittel
- 32
- Anschlussvorsprung
- 33
- zylindrisches Loch
- 34
- Innengewinde
- 35
- Umfangsfläche
- 36
- Flächenabschnitt
- 37
- Verdrehsicherung
- 42
- Isolierhülse
- 43
- Durchgangsloch
- 44
- Befestigungsöffnung
- 45
- Sicherungsvorsprung
- 46
- Sicherungsausnehmung
- 47
- Seitenfläche des Sicherungsvorsprungs
- 48
- Innenfläche der Sicherungsausnehmung
- 50
- Aufnahmevertiefung
- 51
- Aufnahmefläche
- 60
- Kontaktstift
- 61
- Kopf
- 62
- Gewinde
- 63
- Schaft
- 64
- Kontaktteil
- 65
- Kontaktfläche
- 68
- Haltemittel
- 69
- Gegenhaltemittel
- 70
- Befestigungsmittel
- 71
- Schraube
- 75
- Abdeckring
- 76
- Zentralöffnung
- 77
- Loch
- 78
- Kabel
- 79
- Zugentlastung
- H
- Höhe
- L
- Längsachse
- S
- Spiel