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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Reflektorvorrichtung für eine Beleuchtungsvorrichtung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Stand der
Technik
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Aus
dem Stand der Technik ist dem Fachmann eine Reflektorvorrichtung
als bekannt zu entnehmen, welche auf einer einer Lichtabstrahlseite
eines Reflektorelements abgewandten Rückseite zwei Anschlusselemente
aufweist. Bei den Anschlusselementen handelt es sich um elektrisch
leitfähige
Metallteile, deren äußere Form
mit Hilfe eines Drehverfahrens ausgebildet wird. Die Anschlusselemente
erfüllen
drei Hauptfunktionen: sie ermöglichen
erstens den Anschluss eines Leuchtelements innerhalb des Reflektorelements,
sie verbinden zweitens aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit
das Leuchtelement mit einer elektrischen Leistungsquelle und sie
dienen drittens zur Befestigung der gesamten Reflektorvorrichtung
in einer Halterungsvorrichtung.
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Eine
Reflektorvorrichtung nach dem Stand der Technik ist in 1 bis 3 detailliert
dargestellt und entspricht in ihrem Aufbau derzeit produzierten
Reflektorvorrichtungstypen. Bei einer solchen Vorrichtung werden
die Anschlusselemente am Reflektorelement dadurch fixiert, dass
diese durch dafür vorgesehene
Montageöffnungen
in der Rückseite des
Reflektorelements geführt
und von der Gegenseite aus axial verbördelt werden. Die zum Verbördeln notwendige
Abstützung
der Anschlusselemente auf der Außenseite der Rückwand wird
durch einen am Umfang der Anschlusselemente ausgebildeten Ring gewährleistet.
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Als
nachteilig bei dieser Vorrichtung und diesem Verfahren ist der Umstand
anzusehen, dass die Anschlusselemente zwingend einen Ring aufweisen müssen, welcher
neben seiner Abstützfunktion
zusätzlich
als Stabilisierungselement gegen ein Verkippen der Anschlusselemente
innerhalb der Montageöffnung
dienen muss. Die Herstellung eines solchen Anschlusselements in
einem Arbeitsschritt ist derzeit nur mit Hilfe von Drehverfahren
möglich.
Dies hat den Nachteil, dass die so erhaltenen Drehteile nicht nur aufwendig
in ihrer Herstellung sind sondern insbesondere auch der Beschränkung auf
rotationssymmetrische Außenformen
unterliegen. Nicht-rotationssymmetrische Ausformungen können bei
Bedarf in zusätzlichen
Arbeitsschritten – beispielsweise
durch Nachfräsen – verwirklicht
werden. Dadurch und durch den bei Drehverfahren prinzipbedingt hohen Materialabfall
verteuert sich die Herstellung jedoch zusätzlich.
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Weiterhin
ist als nachteilig anzusehen, dass in einem weiteren kostenverursachenden
Verfahrensschritt ein vertiefter Steg in die Rückseite des Reflektorelements
eingebracht werden muss, welcher den am Außenumfang des Anschlusselements ausgebildeten
Ring aufzunehmen vermag. Dies ist notwendig, um eine ebene Rückseitenfläche zu gewährleisten,
da ansonsten die Reflektorvorrichtung aufgrund der durch den Ring
gebildeten Stufe nicht in einer dafür vorgesehenen Halterungsvorrichtung
befestigt werden kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein
Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine einfachere,
kostengünstigere
und abfallreduzierte Herstellungsweise ermöglichen und die Beschränkung auf rotationssymmetrische
Außenformen
der benötigten Anschlusselemente überwinden.
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Darstellung
der Erfindung
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Reflektorvorrichtung für
eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch
1 und ein Verfahren zur Herstellung der Reflektorvorrichtung für eine Beleuchtungsvorrichtung
mit den Merkmalen von Patentanspruch 9 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Reflektorvorrichtung für
eine Beleuchtungsvorrichtung ein Reflektorelement mit mindestens
einer Montageöffnung
auf der Rückseite,
in welcher ein elektrisch leitfähiges Anschlusselement
angeordnet wird. Die Montageöffnung
selbst weist vorzugsweise eine im Querschnitt kreisrunde Grundfläche auf
und ist als zylindrische Durchführung
durch das Reflektorelement ausgebildet. Das Anschlusselement ist
dabei konstruktiv so auf die Montageöffnung abgestimmt, dass es
nicht vollständig
durch die Montageöffnung
durchführbar ist.
Dies kann beispielsweise durch einen gegenüber dem Durchmesser der Montageöffnung bereichsweise
erweiterten Querschnitt des Anschlusselements sichergestellt werden.
Das Anschlusselement selbst weist dabei unterhalb eines ersten Endbereichs,
welcher Mittel zur Befestigung der Reflektorvorrichtung in einer
Halterungsvorrichtung aufweist, einen im Querschnitt rund ausgeführten dritten
Bereich mit einem vorgebbaren Durchmesser auf. Im Bereich zwischen
diesem dritten Bereich und einem zweiten Endbereich des Anschlusselements,
welcher seinerseits innerhalb der Montageöffnung anzuordnen ist, wird
dieser vorgebbare Durchmesser zumindest nicht überschritten. Das Anschlusselement
wird nach seiner teilweisen Anordnung innerhalb der Montageöffnung mit dem Reflektorelement gekoppelt. Diese Kopplung
erfolgt vorzugsweise durch Verbördeln
des Anschlusselements von der Lichtabstrahlseite des Reflektorelements
aus. Das Anschlusselement selbst dient im Rahmen der Reflektorvorrichtung
sowohl zur Aufnahme eines Leuchtelements, zur Kopplung dieses Leuchtelements
mit einer elektrischen Leistungsquelle wie auch zur Befestigung
der gesamten Reflektorvorrichtung in einer Halterungsvorrichtung.
Bei dem Leuchtelement kann es sich beispielsweise um eine Halogenlampe,
bei der Halterungsvorrichtung um einen Sockel vom Typ GU10 oder
GZ10 handeln. Als Reflektorelement können entweder Ganzglasreflektoren
oder Reflektorelemente mit Keramiksockel eingesetzt werden. Denkbar
sind jedoch auch andere Lampen- und/oder Sockeltypen. Besonders
vorteilhaft an einer solchen erfindungsgemäßen Reflektorvorrichtung ist
der Umstand anzusehen, dass am verwendeten Anschlusselement kein
Ring mehr ausgebildet sein muss, da die bisher durch den Ring übernommenen
Funktionen mittels alternativer Ausgestaltungen der Anschlusselemente
verwirklicht werden. Damit eröffnet sich
die Möglichkeit,
die Anschlusselemente statt wie bisher mittels Drehverfahren mit
Hilfe von alternativen Herstellungsverfahren in einem Arbeitsgang auch
mit nicht-rotationssymmetrischen Außenformen kostengünstig herzustellen.
Zusätzlich
entfällt
durch die Verwendung alternativer Herstellungsverfahren der bei
den bisher eingesetzten Drehverfahren stets anfallende Materialabfall,
was sowohl unter Umwelt- wie auch unter finanziellen Aspekten von
großem Vorteil
ist. Ein weiterer Vorteil, der ebenfalls aus der entfallenden Notwendigkeit
zur Ausbildung eines Rings am Anschlusselement resultiert, ist der
Umstand, dass auf der Rückseite
des Reflektorelements kein vertiefter Steg mehr einzubringen ist.
Somit weist das erfindungsgemäße Reflektorelement
eine durchgehende Wandstärke
auf und besitzt folglich eine erhöhte Stabilität und Bruchsicherheit
gegenüber
einem herkömmlichen
Reflektorelement.
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Eine
besonders einfache Ausführung
der Reflektorvorrichtung erhält
man, wenn das Reflektorelement innerhalb der Montageöffnung ein
Arretierungselement aufweist. Durch dieses Arretierungselement wird
nicht nur ein Durchführen
des Anschlusselements durch die Montageöffnung verhindert, das Arretierungselement
unterbindet auch ein Verdrehen des Anschlusselements innerhalb der
Montageöffnung
und sorgt so während
der Montage für
zusätzliche
Stabilität
des Anschlusselementes gegen Verkippen.
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Wird
das Arretierungselement als erhabene Struktur gegenüber der
Innenoberfläche
der Montageöffnung
ausgebildet, ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit,
das Arretierungselement sowohl als Abstützung wie auch als Verdrehschutz
für das
Anschlusselement während
der Montage zu verwenden.
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Idealerweise
ist das Arretierungselement dabei als länglicher Steg innerhalb der
Montageöffnung des
Reflektorelements ausgebildet und bietet neben den bereits erwähnten Vorteilen
zusätzlich
die Funktion einer Führungsschiene
während
des Einführens des
Anschlusselements bei der Montage der Reflektorvorrichtung. Anstatt
eines länglichen
Stegs sind auch verschiedene andere geometrische Querschnittsformen,
wie beispielsweise eine Dreieckgrundfläche, für das Arretierungselement denkbar. Ebenso
muss sich das Arretierungselement nicht entlang der gesamten Innenoberflächenhöhe erstrecken,
sondern kann ebenso gut nur als bereichsweise Erhebung, beispielsweise
in Form eine Halbkugel, an der Innenoberfläche ausgebildet sein.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn mehrere Anschlusselemente innerhalb
einer Montageöffnung
ausgebildet sind. Diese sind dabei vorzugsweise so zueinander beabstandet
ausgebildet, dass die Montageöffnung
formal eine mehrzählige
Drehachse als Symmetrieoperator aufweist. Besonders vorteilhaft
ist dabei die Ausbildung von drei Arretierungselementen, welche
im Querschnitt in Form eines gleichseitigen Dreiecks innerhalb der
Montageöffnung
ausgebildet sind. Jedoch ist auch eine alternative Anzahl und Anordnung
an Arretierungselementen denkbar. Durch die einerseits vergrößerte Kontaktfläche zwischen
Anschlusselement und Montageöffnung
und die andererseits zusätzlichen
Abstützpunkte
für das
Anschlusselement werden eine besondere hohe Stabilität und ein
fester Gegenhalt während
der Montage der Reflektorvorrichtung erzielt.
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Um
die zuvor aufgeführten
Vorteile besonders einfach und kostengünstig zu verwirklichen, weist
das Anschlusselement zumindest in demjenigen Bereich, welcher durch
die Montageöffnung durchgeführt wird,
eine oder mehrere Aussparungen auf, die idealerweise korrespondierend
zum dort ausgebildeten Arretierungselement ausgeformt sind. Bei den
Aussparungen kann es sich beispielsweise um schlitzartige Öffnungen
entlang der Oberfläche
des Anschlusselements handeln, wodurch sowohl die Verdrehsicherung
innerhalb der Montageöffnung
ermöglicht
wird als auch ein einfaches Mittel zum Abstützen des Anschlusselements
auf der Rückseite des
Reflektorelements beim Verbördeln
realisierbar ist. Dadurch entfällt
die Notwendigkeit, einen gegenüber
der Rückseite
des Reflektorelements vertieft ausgebildeten Steg in einem zusätzlichen
Verfahrensschritt einbringen zu müssen, da das Anschlusselement
keinen Ring mehr aufweisen muss. Ein daraus sich ergebender weiterer
Vorteil besteht darin, dass die Rückseite ohne Steg einen dickeren,
gleichmäßigen Querschnitt
aufweisen kann, wodurch zusätzliche
mechanische Stabilität
gewährleistet
ist.
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Eine
besonders stabile und kostengünstige Vorrichtung
wird dadurch erzielt, dass das Anschlusselement eine stufenförmige Ausbildung
aufweist, welche ein besonders einfaches Mittel zum Abstützen des
Anschlusselements an der Rückseite
des Reflektorelements darstellt. Die Ausbildung ist dabei mit zusätzlichen
Aussparungen im durch die Montageöffnung geführten Teil des Anschlusselements kombinierbar,
so dass sämtliche
stabilisierenden, die Montage erleichternden und kostensenkenden
Mittel in einem Bauteil verwirklicht werden können.
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Da
die Reflektorvorrichtung als Teil einer Beleuchtungsvorrichtung
mit einem elektrischen Leuchtelement wie beispielsweise einer Halogenlampe koppelbar
ist, weist eine besonders sinnvolle Anordnung zwei Montageöffnungen
an der Rückseite
des Reflektorelements auf, worin jeweils ein Anschlusselement fixiert
ist. Dadurch kann das Leuchtelement nicht nur in der Reflektorvorrichtung
gehalten, sondern gleichzeitig mit einer Stromquelle, insbesondere einer
Gleichstromquelle, gekoppelt werden, wobei jedes Anschlusselement
mit einem elektrischen Pol verbunden ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es vorgesehen, dass zunächst
ein Reflektorelement bereitgestellt wird, welches eine Lichtabstrahlseite und
eine dieser abgewandte Rückseite
besitzt. Auf der Rückseite
ist dabei mindestens eine Montageöffnung vorgesehen. Bei dem
Reflektorelement handelt es sich vorzugsweise um einen Ganzglasreflektor oder
um ein keramisches Reflektorelement. Die Montageöffnung kann bereits bei der
Herstellung des Reflek torelements vorgesehen oder erst nachträglich in das
Reflektorelement eingebracht sein. In einem nächsten Schritt wird ein Anschlusselement
ausgebildet, welches anschließend
in die Montageöffnung eingeführt wird.
Besonders bevorzugt ist dabei im Gegensatz zum bisherigen Drehverfahren
eine Ausbildung mit Hilfe eines Massivumformverfahrens. Weiterhin
hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, das Anschlusselement
vollständig
durch die Montageöffnung
hindurchzuführen,
so dass ein Teil des Endbereichs innerhalb des Reflektorelements angeordnet
wird. Im abschließenden
Schritt des Verfahrens wird die erfindungsgemäße Reflektorvorrichtung durch
Kopplung des Anschlusselements mit dem Reflektorelement ausgebildet.
Die Kopplung wird dabei vorzugsweise durch einen Verbördelungsschritt
verwirklicht, in welchem der durch die Montageöffnung durchgeführte Endbereich
des Anschlusselements von der Lichtabstrahlseite des Reflektorelements
aus rechtwinklig aufgebogen wird und so eine nichtlösbare Verbindung
der beiden Werkstücke
erreicht wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind als vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
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Für das Verfahren
ist weiterhin als vorteilhaft vorgesehen, dass das Massivumformverfahren
zum Ausbilden des Anschlusselements ein Fließpressverfahren beinhaltet.
Durch das Fließpressverfahren können statt
wie bisher durch das Drehverfahren auch nicht-rotationssymmetrische,
komplexe Außenkonturen
in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Unter der Herstellung komplexer
Formen können
dabei verschiedenste asymmetrische Ausgestaltungen wie beispielsweise
die Ausformung von Aussparungen im Anschlusselement verstanden werden.
Eine solche Ausgestaltung eröffnet
weiterhin die Möglichkeit,
in Kombination mit einem zusätzlichen
Verfahrensschritt weitere Aussparungen in das Anschlusselement einzubringen.
Beispielsweise können
durch thermische Trennverfahren, insbesondere Laserschneidverfahren,
zusätzliche
Schlitze in das Anschlusselement eingebracht werden, so dass das Anschlusselement
statt durch einen nichtlösbaren Verbördelungsschritt
durch einen lösbaren
Bajonettverschluss am Reflektorelement zu befestigen ist. Ein weiterer
Vorteil des Fließpressens
ist, dass im Gegensatz zu Drehverfahren kein Materialabfall anfällt. Dadurch
kann eine deutliche Aufwands- und Kostensenkung
beim Herstellungsprozess erzielt werden. Als geeignetes Material
kommen dabei sämtliche
Materialien in Frage, die sowohl für Fließpressverfahren geeignet als
auch elektrisch leitfähig sind,
insbesondere also Metalle wie z.B. Aluminium oder auch Metalllegierungen
wie z.B. Messing.
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Eine
zusätzliche
Kostensenkung wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erzielt,
dass die benötigte
Montageöffnung
auf der Rückseite
des Reflektorelements nicht bereits bei dessen Herstellung eingebracht
werden muss. Statt dessen kann die Montageöffnung in besonders bevorzugter
und kostensenkender Weise durch ein Wasserstrahlschneidverfahren
vor der Anordnung des Anschlusselements in das Reflektorelement
eingebracht werden. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise besteht zudem
darin, dass situationsabhängig
Montageöffnungen
mit individuell an das jeweilige Anschlusselement angepasster Ausgestaltung
bei gleichzeitig geringen Fertigungstoleranzen herstellbar sind.
Die unterschiedlichen Ausgestaltungen können dabei beispielsweise verschiedene
Arretierungselemente oder unterschiedliche Durchmesser oder Geometrien
der Montageöffnung
umfassen. Auf diese Weise können
unterschiedliche Reflektorelementtypen mit unterschiedlichen Montageöffnungsformen
und unterschiedlichen Anschlusselementtypen innerhalb desselben
Verfahrens in nahezu beliebiger Weise zu einer Vielzahl denkbarer
Reflektorvorrichtungen kombiniert werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den nachfolgend erläuterten
Ausführungsbeispielen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Rückansicht
einer Reflektorvorrichtung für
einen Sockel vom Typ GU10/GZ10 nach Stand der Technik,
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2 eine
perspektivische Rückansicht
eines Anschlusselements gemäß 1,
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3 eine
perspektivische Rückansicht
eines Reflektorelements gemäß 1,
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4 eine
perspektivische Rückansicht
einer Ausgestaltungsmöglichkeit
einer erfindungsgemäßen Reflektorvorrichtung,
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5 eine
perspektivische Rückansicht
einer Ausgestaltungsmöglichkeit
eines erfindungsgemäßen Anschlusselements
gemäß 4,
und in
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6 eine
perspektivische Rückansicht
einer Ausgestaltungsmöglichkeit
eines erfindungsgemäßen Reflektorelements
gemäß 4.
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Bevorzugte
Ausführung
der Erfindung
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
eine Reflektorvorrichtung für
eine Beleuchtungsvorrichtung dargestellt, wie sie dem Fachmann aus
dem Stand der Technik als bekannt zu entnehmen ist. Diese umfasst
ein bekanntes Reflektorelement 19 mit einer Lichtabstrahlseite 24 und einer
Rückseite 22,
in welche zwei im Querschnitt kreisrunde Montageöffnungen 18 eingebracht
sind. Innerhalb der Montageöffnungen 18 sind
aus dem Stand der Technik bekannte Anschlusselemente 6 angeordnet,
die mit dem Reflektorelement verbunden sind. Jedes Anschlusselement 6 weist
einen außerhalb
des Reflektorelements 19 angeordneten, in Abhängigkeit
der zu verwendenden Haltevorrichtung ausgestalteten Endbereich 10 auf,
mittels welchem die gesamte Reflektorvorrichtung in einer nicht
dargestellten Halterungsvorrichtung zu befestigen ist. Zusätzlich ist
am Umfang jedes Anschlusselements 6 ein Ring 12 ausgebildet,
der sowohl ein Verkippen des Anschlusselements 6 in der
Montageöffnung 18 verhindert
als auch als Gegenhalt beim Verbinden des Anschlusselements 6 mit
dem Reflektorelement 19 wirkt. Aufgrund der gegenüber der
Oberfläche
der Rückseite 22 erhabenen
Struktur des Rings 12, ist das Einbringen eines vertieft
ausgebildeten Stegs 21 in die Rückseite 22 des Reflektorelements 19 erforderlich,
um eine flache Oberfläche
zu erzielen und um dadurch eine Befestigung der Reflektorvorrichtung
in der Halterungsvorrichtung ermöglichen
zu können.
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2 zeigt
ein Anschlusselement 6 gemäß 1, welches
als Drehteil rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Zur Herstellung
einer Reflektorvorrichtung nach Stand der Technik wird es mit einem Endbereich 14 in
eine Montageöffnung 18 des
Reflektorelements 19 eingeführt und von der Lichtabstrahlseite 24 aus
zum Beispiel durch Verbördelung mit
dem Reflektorelement 19 verbunden. Deutlich ist hier nochmals
der als Gegenhalt, Durchführ-
und Verkippschutz vorgesehene Ring 12 am Umfang des Anschlusselements 6 dargestellt.
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Das
Reflektorelement 19, welches Teil der Reflektorvorrichtung
nach Stand der Technik ist, ist zur weiteren Verdeutlichung einzeln
in 3 abgebildet. Da das in die Montageöffnung 18 einzubringende
Anschlusselement 6 aufgrund seines Herstellungsverfahrens
rotationssymmetrisch sein muss, muss auch die zugehörige Montageöffnungen 18 auf der
Rückseite 22 des
Reflektorelements 19 im Querschnitt kreisrund ausgebildet
sein, um ein Verkippen des in der Montageöffnungen 18 anzuordnenden
Anschlusselements 6 zu verhindern.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Reflektorvorrichtung
in einer perspektivischen Rückansicht.
Ein Reflektorelement 20 mit einer nicht dargestellten Lichtabstrahlseite
und einer dieser gegenüberliegenden
Rückseite 22 weist zwei
Montageöffnungen 26 auf,
in welchen jeweils ein erfindungsgemäßes Anschlusselement 8 angeordnet
ist. Aufgrund der Vorgaben der Norm sind in Abhängigkeit der zu verwendenden
Halte rungsvorrichtung die außerhalb
des Reflektorelements 20 liegenden Endbereiche 10 der
Anschlusselemente 8 nach 1 und 2 gegenüber den
Endbereichen der bekannten Anschlusselemente 6 identisch
ausgebildet. Das Reflektorelement 20 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel
wie das Reflektorelement 19 nach Stand der Technik einen
auf seiner Rückseite 22 vertieft
ausgebildeten Steg 21, welcher zur Verwirklichung einer
erfindungsgemäßen Reflektorvorrichtung
aber nicht erforderlich ist und ersatzlos entfallen kann.
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Ein
in 4 verwendetes, erfindungsgemäßes Anschlusselement 8 zeigt 5 in
perspektivischer Rückansicht.
Da die Herstellung dieses Anschlusselements 8 durch ein
Materialumformverfahren wie beispielsweise ein Fließpressverfahren
erfolgt, entfällt
die Beschränkung
auf rotationssymmetrische Ausformungen. Das Anschlusselement 8 besitzt
seinem in die Montageöffnung 26 einzuführenden
Endbereich 14 zugeordnet mehrere Aussparungen 16.
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Eine
Ausführungsform
des Reflektorelements 20 für eine erfindungsgemäße Reflektorvorrichtung
wie in 4 dargestellt, ist in 6 in schematischer
Seitenansicht abgebildet. Die innerhalb der Montageöffnungen 26 ausgebildeten
Arretierungselemente korrespondieren dabei mit den Aussparungen 16 des
in 5 abgebildeten Anschlusselements 8 und
wirken im Zusammenspiel mit diesem gleichzeitig als Durchführungsschutz,
Abstützungselement
und Verdrehschutz.