DE29700991U1

DE29700991U1 - Taschenleuchte

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Publication number: DE29700991U1
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Authority: DE
Original assignee: HOMANN DIRK DR
Current assignee: HOMANN DIRK DR
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2007-01-24

Description

ES 10163 Gbm

Dr. Dirk Homann
Wormser Str. 16
42119 Wuppertal

Taschenleuchte Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine Taschenleuchte, mit Batterie, Betriebsschalter und Leuchtmittel im/am Leuchtengehäuse.

Bei herkömmlichen Taschenleuchten sind aufgrund ihrer Leuchtmittel, nämlich Glühlampen mit schlechtem Wirkungsgrad, die Batterien nach relativ kurzer Gebrauchszeit leer und gegen frische auszutauschen. Taschenleuchten mit verlängerter Gebrauchszeit sind mit größeren Batterien ausgerüstet, wodurch es zu dem Nachteil kommt, daß diese Art der Taschenleuchten sperrig und schwer zu transportieren sind.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Taschenleuchte der eingangs genannten Art zu schaffen, die vergleichsweise klein und leicht ist.
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Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst, nämlich dadurch, daß als Leuchtmittel wenigstens eine Leuchtdiode dient.

Die neuerungsgemäß verwendete Leuchtdiode hat einen geringeren Energiebedarf und kann dadurch die Nachteile des

Standes der Technik überwinden und eine Taschenleuchte bereitstellen, die sich dann leichter transportieren läßt.

Da die Leuchtdiode monochromatisches Licht emittiert, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß eine geringere optische Streuung an Wassertröpfchen beispielsweise bei Nebel eine verbesserte Fernsicht ermöglicht.

Darüber hinaus sind Leuchtdioden von langer Lebensdauer (typ. 10 Stunden) und geringer Stoßempfindlichkeit, so daß die neuerungsgemäße Taschenleuchte eine äußerst zuverlässige Lichtquelle ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, in der Zeichnung bedeuten:
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Fig. 1 eine Stirnansicht einer Taschenleuchte nach der

Neuerung, die Gruppierungen von Leuchtdioden zeigt,

und

Fig. 2 ein Schaltbild einer Ansteuerschaltung für eine der in Fig. 1 dargestellten Gruppierungen von Leuchtdioden mit Fernlichtwirkung.

0 Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete

Taschenleuchte nach der Neuerung in Stirnansicht. Hinter einer wasserdicht eingefaßten kreisrunden Glasscheibe 2 befindet sich eine kreisförmig konturierte Trägerplatte 3, in der auf zwei konzentrischen Kreisen jeweils sechs Löcher mit gleichem Zentriwinkel vorgesehen sind. Auch in der Mitte befindet sich ein Loch, in dem ein Reflektor 4 für eine vom Reflektor 4 gehaltene Leuchtdiode 5 befestigt ist. Weitere

sechs Reflektoren 4 mit den gleichen Leuchtdioden 5 sind auf dem äußeren konzentrischen Kreis vorgesehen, die mit dem mittleren Reflektor 4 und der mittleren Leuchtdioden 5 eine Gruppierung von sieben Leuchtdioden 5 mit Fernlichtwirkung bilden.

Die Reflektoren 4 sind parabolisch geformt und reflektieren seitlich aus der Leuchtdiode 5 austretendes Licht zu einem parallel gerichteten Lchtbündel.

Bei der Besetzung der kreisförmig konturierten Trägerplatte 3 mit den Reflektoren 4 entstehen jeweils sechs Lücken zwischen aneinandergrenzenden Reflektoren 4 auf ebenfalls zwei konzentrischen Kreisen. In die Lücken auf dem inneren konzentrischen Kreis sind sechs Löcher zur Aufnahme weiterer Leuchtdioden 6, die eine Gruppierung von sechs Leuchtdioden 5 mit Nahlichtwirkung bilden.

Die Leuchtdioden 5, 6 emittieren gelbes Licht mit einer Wellenlänge von 590 nm. Diese Farbe ist in Hinsicht auf die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges besonders effektiv, und diese gelben Leuchtdioden erzeugen derzeitig bis zu 680 lm/W. Darüber hinaus ermöglicht die Leuchtdiode, die monochromatisches Licht relativ großer Wellenlänge emittiert, eine verbesserte Fernsicht, weil eine geringere optische Streuung an Wassertröpfchen entsteht, beispielsweise bei Nebel.

Im folgenden wird anhand Fig. 2 ein Schaltbild einer Ansteuerschaltung für die in Fig. 1 dargestellte Gruppierung von Leuchtdioden 5 mit Fernlichtwirkung beschrieben.

Ein Reedschalter 7 befindet sich neben zwei weiteren Reedschaltern 8 und 9 im Inneren der Taschenleuchte 1. Die Reedschalter 7, 8 und 9 bilden einen Betriebsschalter, der von einem nicht dargestellten Magneten in einem Ring um einen

ebenfalls nicht dargestellten Taschenleuchtenschaft drehbar gelagert ist. Der Taschenleuchtenschaft dient auch als Batteriefach für zwei bis fünf Lithiumbatterien 10.

Durch den jeweiligen geschlossenen Reedschalter 7, 8

oder 9 fließt nur ein ganz geringer Strom in einen Spannungsteiler aus den Widerständen 330 &Kgr;&OHgr; + 1,8 &Mgr;&OHgr; (oder 150 &Kgr;&OHgr; + 0,9 &Mgr;&OHgr; im Falle von eingestellter Nah- und Fernlichtwirkung), um einen FET (Feldeffekttrasistor) 11 10. leitend zu schalten, der dann den "starken" Strom (Größenordnung 50 bis 150 mA) leitet. Durch diese geringe Strombelastung mit dem Strom lediglich für den Spannungsteiler wird ein "Kleben" der Reed-Kontakte 7, 8 und

9 sicher vermieden.
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Während die positive Batteriespannung &THgr; stets an den in Reihe geschalteten Leuchtdioden 5 über eine Spule 12 (50 ßE) und eine Schottky-Diode 13 anliegt, kann ein Stromfluß nur bei leitendem FET 11 erfolgen. 20

Es wird nun davon ausgegangen, daß der FET 11 leitet, so daß auch ein Regelbaustein 14 eine für seinen Betrieb erforderliche Spannung bezieht. Der Regelbaustein 14 ist ausgangsseitig über ein der Anpassung dienendes ODER-Glied mit dem Gate-Anschluß 16 eines weiteren FET 17 verbunden, dessen Source-Drain-Strecke den Minuspol (-) der Lithiumbatterie 10 mit dem Verbindungspunkt von Spule 12 und Schottky-Diode 13 mittelbar verbindet. Der Regelbaustein 14, der mit einer Frequenz < 300 kHz schwingen kann, bezieht an seinem einen Steueranschluß 18 von einem mit den Leuchtdioden 5 in Reihe geschalteten Meßwiderstand 19 (33 &OHgr;) ein stromanzeigendes Signal, das der Regelbaustein 14 zur Pulsweitenmodulation nutzt, um den Strom durch die Leuchtdioden 5 zu stabilisieren.

Der Regelbaustein 14 verfügt auch über eine Impulsfolgesteuerung, die sich dadurch äußert, daß der

Regelbaustein 14 bei Erreichen einer Regelbereichsgrenze (oberer Strombereich) ein zyklisches Abschalten der Impu 1 s er &zgr; eugung vorn imitit.

Der Source-Anschluß des weiteren FET 17 ist mit dem Minuspol (-) der Lithiumbatterie 10 über einen Strommeßwiderstand (0,1 &OHgr;) verbunden, und der Regelbaustein 14 überwacht Spannungsabfall mit seinem Steueranschluß 19, so daß der Stromfluß durch den weiteren FET 17 begrenzbar ist.

Die Spuleninduktivität dient der Energiespeicherung bei den Schaltvorgängen, die der Regelbaustein 14 dem weiteren FET 16 vermittelt. Die beim Stromabschalten (Sperren des FET 17) von der Spule 12 induzierte Spannung kann die Batteriespannung übersteigen, so daß eine weitestgehende Unabhängigkeit von der Batteriespannung besteht, mit dem Vorteil, daß die Batterieladung so gut wie vollständig genutzt werden kann, wobei die Leuchtdioden 5 auch bei gesunkener Batteriespannung mit ihrem Nennstrom angesteuert werden und gleichbleibend hell leuchten.

Erwähnt sei, daß bei Verwendung mehererer Batterien für eine längere Nutzungsdauer der Taschenleuchte 1 eine Hintereinanderschaltung erfolgt. Mit steigender Versorgungsspannung sinkt der Batteriestrom aufgrund gleichbleibenden Leistungsbedarfs. Beispielsweise werden bei einer 5-V-Batterie 150 mA fließen, und bei einer 15-V-Batterie sinkt der Batteriestrom auf 50 mA.

Der Regelbaustein 14 bezieht seine Betriebsspannung von etwa 14,5 V aus den kaskadierten Spannungen von sechs der sieben Leuchtdioden 5. Aufgrund der für Leuchtdioden typischen kleinen dynamischen Innenwiderstände ist die solchermaßen erzeugte Betriebsspannung für den Regelbaustein 14 stets stabil.

Die Schaltung verfügt des weiteren über eine rote Leuchtdiode 20, die bei Unterschreiten der Batteriespannung unter einen durch das Teilverhältnis eines Spannungsteilers 21 festlegbaren Wert aktivierbar ist. Die rote Leuchtdiode strahlt nach hinten. Damit läßt sich auf das Bevorstehen eines Batteriewechsels hinweisen.

Die in Fig. 1 dargestellte Ansteuerschaltung ist in der Taschenleuchte 1 doppelt vorgesehen. Während zuvor die Ansteuerschaltung für die Gruppierung von Leuchtdioden 5 mit Fernlichtwirkung beschrieben worden ist, dient die zweite Ansteuerschaltung der Gruppierung von sechs Leuchtdioden 6 mit Nahlichtwirkung. Da bei der zweiten Ansteuerschaltung nur die Anzahl der anzusteuernden Leuchtdioden (sechs statt sieben) unterschiedlich ist, wird von einer erneuten Beschreibung der Ansteuerschaltung abgesehen.

Aus dem vorstehenden geht hervor, daß der Nahlicht- und der Fernlichtbereich elektronisch einstellbar ist. Damit ergibt sich der Vorteil, daß die sonst übliche mechanische Fokussierung durch Verdrehen des Reflektors längs eines schraubenförmigen Schlitzes und der damit einhergehende Verschleiß entfallen kann.

Die neuerungsgemäße Taschenleuchte 1 läßt sich ohne großen Aufwand wasserdicht fertigen. Hierzu trägt insbesondere der magnetische Betriebsschalter 7 bis 10 bei, dessen schaltlagenbestimmender Magnet in einem Ring um den Taschenleuchtenschaft drehbar gelagert ist, wie schon beschrieben.

• f ·* t

Bezugszeichenliste

1 Taschenleuchte

2 wasserdicht eingefaßte kreisrunden Glasscheibe

3 kreisförmig konturierte Trägerplatte

4 Reflektor

5 Leuchtdiode mit Fernlichtwirkung

6 Leuchtdiode mit Nahlichtwirkung

7 Reedschalter für Fernlichtwirkung

8 Reedschalter für Nahlichtwirkung

9 Reedschalter für Nah- und Fernlichtwirkung

10 Lithiumbatterien

11 FET

12 Spule

13 Schottky-Diode

14 Regelbaustein

15 ODER-Glied

16 Gate-Anschluß

17 weiterer FET

18 Steueranschluß zur Stromstabilisierung

19 Steueranschluß zur Strombegrenzung

20 rote Leuchtdiode

21 Spannungsteiler

Claims

ES 10163 Gbm

Dr. Dirk Homann
Wormser Str. 16
42119 Wuppertal

Taschenleuchte

Schutzansprüche

1. Taschenleuchte, mit Batterie, Betriebsschalter und

Leuchtmittel im/am Leuchtengehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß als Leuchtmittel wenigstens eine Leuchtdiode (5, 6) dient.

2. Taschenleuchte nach Anspruch 1 mit Fernlichtwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß für die Leuchtdiode (5, 6) ein Reflektor (4) vorgesehen ist.

3. Taschenleuchte nach Anspruch 2, mit verstellbarer Nah- und Fernlichtwirkung,

dadurch gekennzeichnet, daß für die Nahlichtwirkung wenigstens eine Leuchtdiode (6) in einem ersten Stromkreis vorgesehen ist, daß für die

Fernlichtwirkung wenigstens eine Leuchtdiode (5) in einem zweiten Stromkreis vorgesehen ist und daß die beiden Stromkreise vom Betriebsschalter (7, 8, 9, 11) einzeln und/oder gemeinsam schließbar sind.

Taschenleuchte nach einem vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung aus der Batterie (10) über eine stromgeregelte Zerhackerschaltung (12 bis 19) erfolgt, die eine Induktivität (12) als Energiespeicher nutzt.

5. Taschenleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromregelung

das Tastverhältnis der Zerhackerschaltung (12 bis 19) variabel ist.

6. Taschenleuchte nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromregelung eine bei Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Stromwertes die Impulserzeugung sperrende und bei Unterschreiten eines vorgegebenen minimalen Stromwertes die Sperre zur Impulserzeugung aufhebende

Einrichtung (14 bis 19) zur Impulsfolgesteuerung vorgesehen ist.

7. Taschenleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsschalter (7, 8, 9, 11) über wenigstens einen Reed-Kontakt (7, 8, 9) verfügt, dessen Schaltlage von einem am Leuchtengehäuse beweglich vorgesehenen Magneten veränderbar ist.

8. Taschenleuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Kontakt (7, 8, 9) mit einem Steueranschluß eines

betriebsstromschaltenden Halbleiterschalters (11) verbunden ist.

9. Taschenleuchte nach einem der Ansprüche 2 bis 8, deren Reflektor rotationssymmetrisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß sechs mit dem

Reflektor (4) versehene Leuchtdioden (5) kreisförmig um eine zentral angeordnete mit dem Reflektor (4) versehene Leuchtdiode (5) gruppiert sind.

10, Taschenleuchte nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Kreis in den nicht von den Reflektoren (4) beanspruchten Flächen sechs reflektorlose Leuchtdioden (6) mit Nahlichtwirkung gruppiert sind.

11. Taschenleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch gelbe Leuchtdioden (5, 6) 20

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