DE29700991U1 - Flashlight - Google Patents
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Description
ES 10163 GbmES 10163 Gbm
Dr. Dirk Homann
Wormser Str. 16
42119 WuppertalDr. Dirk Homann
Wormser Str. 16
42119 Wuppertal
Die Neuerung betrifft eine Taschenleuchte, mit Batterie, Betriebsschalter und Leuchtmittel im/am Leuchtengehäuse.The innovation concerns a flashlight with battery, operating switch and light source in/on the lamp housing.
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.With conventional flashlights, the batteries run out after a relatively short period of use due to their light sources, namely incandescent lamps with a low efficiency, and need to be replaced with fresh ones. Flashlights with an extended service life are equipped with larger batteries, which has the disadvantage that this type of flashlight is bulky and difficult to transport.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Taschenleuchte der eingangs genannten Art zu schaffen, die
vergleichsweise klein und leicht ist.
30The innovation is based on the task of creating a flashlight of the type mentioned above that is comparatively small and light.
30
Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst, nämlich dadurch, daß als Leuchtmittel wenigstens eine Leuchtdiode dient.The problem is solved with the characterizing features of claim 1, namely in that at least one light-emitting diode serves as the illuminant.
Die neuerungsgemäß verwendete Leuchtdiode hat einen geringeren Energiebedarf und kann dadurch die Nachteile desThe LED used in the innovation has a lower energy consumption and can therefore compensate for the disadvantages of the
Standes der Technik überwinden und eine Taschenleuchte bereitstellen, die sich dann leichter transportieren läßt.overcome the state of the art and provide a flashlight that is easier to transport.
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.Since the LED emits monochromatic light, there is the additional advantage that less optical scattering from water droplets enables improved long-distance visibility, for example in fog.
Darüber hinaus sind Leuchtdioden von langer Lebensdauer (typ. 10 Stunden) und geringer Stoßempfindlichkeit, so daß die neuerungsgemäße Taschenleuchte eine äußerst zuverlässige Lichtquelle ist.In addition, LEDs have a long service life (typically 10 hours) and are not very sensitive to shock, so that the new flashlight is an extremely reliable light source.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the innovation can be found in the subclaims.
Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben,
in der Zeichnung bedeuten:
20A preferred embodiment of the innovation is described below with reference to the accompanying drawing, in which:
20
Fig. 1 eine Stirnansicht einer Taschenleuchte nach derFig. 1 is a front view of a flashlight according to the
Neuerung, die Gruppierungen von Leuchtdioden zeigt,Innovation that shows groupings of LEDs,
undand
Fig. 2 ein Schaltbild einer Ansteuerschaltung für eine der in Fig. 1 dargestellten Gruppierungen von Leuchtdioden mit Fernlichtwirkung.Fig. 2 is a circuit diagram of a control circuit for one of the groups of light-emitting diodes with high beam effect shown in Fig. 1.
0 Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete0 Fig. 1 shows a total of 1
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. WeitereFlashlight according to the innovation in front view. Behind a watertight circular glass pane 2 there is a circularly contoured carrier plate 3 in which six holes with the same central angle are provided on two concentric circles. There is also a hole in the middle in which a reflector 4 is attached for a light-emitting diode 5 held by the reflector 4. Further
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.six reflectors 4 with the same LEDs 5 are provided on the outer concentric circle, which together with the central reflector 4 and the central LED 5 form a grouping of seven LEDs 5 with high beam effect.
Die Reflektoren 4 sind parabolisch geformt und reflektieren seitlich aus der Leuchtdiode 5 austretendes Licht zu einem parallel gerichteten Lchtbündel.The reflectors 4 are parabolically shaped and reflect light emerging from the side of the light-emitting diode 5 into a parallel light beam.
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.When the circularly contoured carrier plate 3 is fitted with the reflectors 4, six gaps are created between adjacent reflectors 4 on two concentric circles. In the gaps on the inner concentric circle there are six holes for accommodating additional light-emitting diodes 6, which form a grouping of six light-emitting diodes 5 with a close-up light effect.
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.The light-emitting diodes 5, 6 emit yellow light with a wavelength of 590 nm. This color is particularly effective in terms of the spectral sensitivity of the human eye, and these yellow light-emitting diodes currently produce up to 680 lm/W. In addition, the light-emitting diode, which emits monochromatic light with a relatively long wavelength, enables improved long-distance vision because there is less optical scattering from water droplets, for example in fog.
Im folgenden wird anhand Fig. 2 ein Schaltbild einer Ansteuerschaltung für die in Fig. 1 dargestellte Gruppierung von Leuchtdioden 5 mit Fernlichtwirkung beschrieben.In the following, a circuit diagram of a control circuit for the grouping of light-emitting diodes 5 with high beam effect shown in Fig. 1 is described with reference to Fig. 2.
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 einenA reed switch 7 is located next to two other reed switches 8 and 9 inside the flashlight 1. The reed switches 7, 8 and 9 form an operating switch which is operated by a magnet (not shown) in a ring around a
ebenfalls nicht dargestellten Taschenleuchtenschaft drehbar gelagert ist. Der Taschenleuchtenschaft dient auch als Batteriefach für zwei bis fünf Lithiumbatterien 10.The flashlight shaft is also not shown and is rotatably mounted. The flashlight shaft also serves as a battery compartment for two to five lithium batteries 10.
Durch den jeweiligen geschlossenen Reedschalter 7, 8By the respective closed reed switch 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 undor 9, only a very small current flows into a voltage divider made up of resistors 330 &Kgr;&OHgr; + 1.8 &Mgr;&OHgr; (or 150 &Kgr;&OHgr; + 0.9 &Mgr;&OHgr; in the case of the near and far beam effect) to switch a FET (field effect transistor) 11 10. on, which then conducts the "strong" current (of the order of 50 to 150 mA). This low current load with the current only for the voltage divider prevents the reed contacts 7, 8 and
9 sicher vermieden.
159 safely avoided.
15
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. 20While the positive battery voltage Θ is always applied to the series-connected LEDs 5 via a coil 12 (50 ßE) and a Schottky diode 13, a current flow can only occur when the FET 11 is conductive. 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.It is now assumed that the FET 11 is conducting, so that a control module 14 also receives a voltage required for its operation. The control module 14 is connected on the output side via an OR gate used for adaptation to the gate connection 16 of another FET 17, the source-drain path of which indirectly connects the negative pole (-) of the lithium battery 10 to the connection point of coil 12 and Schottky diode 13. The control module 14, which can oscillate at a frequency of < 300 kHz, receives a current-indicating signal at its one control connection 18 from a measuring resistor 19 (33 Ω) connected in series with the LEDs 5, which the control module 14 uses for pulse width modulation in order to stabilize the current through the LEDs 5.
Der Regelbaustein 14 verfügt auch über eine Impulsfolgesteuerung, die sich dadurch äußert, daß derThe control module 14 also has a pulse sequence control, which is expressed by the fact that the
Regelbaustein 14 bei Erreichen einer Regelbereichsgrenze (oberer Strombereich) ein zyklisches Abschalten der Impu 1 s er &zgr; eugung vorn imitit.Control module 14 switches off the pulse generation cyclically when a control range limit (upper current range) is reached.
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.The source terminal of the further FET 17 is connected to the negative pole (-) of the lithium battery 10 via a current measuring resistor (0.1 Ω), and the control module 14 monitors the voltage drop with its control terminal 19 so that the current flow through the further FET 17 can be limited.
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.The coil inductance serves to store energy during the switching processes that the control module 14 transmits to the other FET 16. The voltage induced by the coil 12 when the current is switched off (blocking the FET 17) can exceed the battery voltage, so that there is a high degree of independence from the battery voltage, with the advantage that the battery charge can be used almost completely, whereby the LEDs 5 are controlled with their nominal current even when the battery voltage has dropped and shine at a constant brightness.
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.It should be mentioned that when using several batteries, they are connected in series to ensure a longer service life of the flashlight 1. As the supply voltage increases, the battery current drops due to the constant power requirement. For example, with a 5 V battery, 150 mA will flow, and with a 15 V battery, the battery current drops to 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.The control module 14 obtains its operating voltage of approximately 14.5 V from the cascaded voltages of six of the seven light-emitting diodes 5. Due to the small dynamic internal resistances typical for light-emitting diodes, the operating voltage generated in this way for the control module 14 is always stable.
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.The circuit also has a red LED 20, which can be activated when the battery voltage falls below a value that can be determined by the division ratio of a voltage divider 21. The red LED shines backwards. This can be used to indicate that a battery change is imminent.
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.The control circuit shown in Fig. 1 is provided twice in the flashlight 1. While the control circuit for the grouping of LEDs 5 with a high beam effect has been described previously, the second control circuit is used for the grouping of six LEDs 6 with a close-up light effect. Since in the second control circuit only the number of LEDs to be controlled (six instead of seven) is different, the control circuit will not be described again.
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.From the above it is clear that the close-beam and long-beam areas can be adjusted electronically. This has the advantage that the usual mechanical focusing by turning the reflector along a screw-shaped slot and the associated wear can be eliminated.
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.The new flashlight 1 can be made waterproof without great effort. This is made possible in particular by the magnetic operating switch 7 to 10, whose magnet which determines the switching position is rotatably mounted in a ring around the flashlight shaft, as already described.
• f ·* t• f ·* t
1 Taschenleuchte1 flashlight
2 wasserdicht eingefaßte kreisrunden Glasscheibe2 waterproof circular glass panes
3 kreisförmig konturierte Trägerplatte3 circular contoured carrier plate
4 Reflektor4 Reflector
5 Leuchtdiode mit Fernlichtwirkung5 LED with high beam effect
6 Leuchtdiode mit Nahlichtwirkung6 LED with close-up light effect
7 Reedschalter für Fernlichtwirkung7 Reed switch for high beam effect
8 Reedschalter für Nahlichtwirkung8 reed switches for close-up lighting
9 Reedschalter für Nah- und Fernlichtwirkung9 reed switches for near and long beam effect
10 Lithiumbatterien10 lithium batteries
11 FET11 FET
12 Spule12 Coil
13 Schottky-Diode13 Schottky diode
14 Regelbaustein14 Control module
15 ODER-Glied15 OR gate
16 Gate-Anschluß16 Gate connection
17 weiterer FET17 additional FET
18 Steueranschluß zur Stromstabilisierung18 Control connection for current stabilization
19 Steueranschluß zur Strombegrenzung19 Control connection for current limitation
20 rote Leuchtdiode20 red LEDs
21 Spannungsteiler21 Voltage divider
Claims (1)
Wormser Str. 16
42119 WuppertalDr. Dirk Homann
Wormser Str. 16
42119 Wuppertal
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29700991U DE29700991U1 (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Flashlight |
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|---|---|---|---|
| DE29700991U DE29700991U1 (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Flashlight |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29700991U1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-01-23 DE DE29700991U patent/DE29700991U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970507 |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20001101 |