WO2013124315A1 - Explosion-proof lighting unit with cast-in optical system - Google Patents

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WO2013124315A1
WO2013124315A1 PCT/EP2013/053375 EP2013053375W WO2013124315A1 WO 2013124315 A1 WO2013124315 A1 WO 2013124315A1 EP 2013053375 W EP2013053375 W EP 2013053375W WO 2013124315 A1 WO2013124315 A1 WO 2013124315A1
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light
optical element
explosion
emitting diode
circuit board
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PCT/EP2013/053375
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Helmut Würz
Klaus Rössler
Johannes Ulmer
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R. Stahl Schaltgeräte GmbH
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    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to an explosion-proof
  • Luminaire with at least one light emitting diode LEDs ⁇ the increasingly used in luminaires. They can be used as a conventional semiconductor devices or so-called SMD version as lamps for light ⁇ to. Depending on the design, the radiant power or the heat development of such light-emitting diodes may be sufficient to ignite an ignitable gas mixture present in a potentially explosive area. Therefore, protective measures must be taken in order to be able to use a luminaire equipped with LEDs in a potentially explosive area.
  • An encapsulated light-emitting diode arrangement for use in potentially explosive areas is known, for example, from DE 10 2009 005 547 A1.
  • the light-emitting diode is arranged there between a bottom and a hood and completely enclosed in the receiving space formed by the bottom and the hood.
  • the leads for electrically contacting the light emitting diode are led out through the bottom.
  • the receiving space can be closed in a gas-tight manner and be designed in the explosion-proof "flameproof enclosure.”
  • the effort involved in encapsulating each light-emitting diode with the aid of a bottom and a hood is pressure-tight.
  • the flameproof enclosure of several light emitting diodes of a luminaire for use in a potentially explosive atmosphere rich is known from DE 100 24 427 AI.
  • This lamp comprises a housing, which is hermetically CLOSED ⁇ sen outwardly and forms a flameproof enclosure. Inside the housing, a plurality of light-emitting diodes are arranged on of a common ⁇ men circuit board. The housing encloses a re ⁇ tively large volume of gas. Due to the large number of light-emitting diodes, it is necessary for the housing to have a very high compressive strength in order to meet the requirements for explosion protection in the degree of protection flameproof enclosure.
  • the explosion-proof luminaire has at least one and preferably a plurality of light-emitting diodes which are arranged in a trough.
  • One or more of the light-emitting diodes are preferably arranged on a common carrier, for example a printed circuit board.
  • the carrier or circuit board may form the bottom of the tray. Sidewall elements or even a surrounding frame can be connected to the carrier or the printed circuit board in order to form the trough.
  • the circuit board comprises a printed circuit board core, in particular egg ⁇ NEN metal core having at least one or two from ⁇ angled edge portions or webs, each forming a side wall of the tub.
  • the web or webs is or are an integral integral part of the PCB core and go without seam or joint in the bottom portion of the PCB core over.
  • An electrical connection line is electrically connected to the two electrical terminals of the at least one light emitting diode.
  • the luminaire also has an opti ⁇ cal element which is transparent to the emit ⁇ light emitted by the light emitting diode.
  • the at least one Leuchtdi ⁇ ode is disposed in an open towards the underside of the optical element receiving space. Between the light-emitting diode and the optical element there is a gap which is provided at least in the region in which the light emitted by the light-emitting diode arrives at a beam entry surface in the optical element.
  • This gap can be filled with a gas, for example with air or another gas ⁇ shaped and / or liquid and / or gel and / or solid filling medium.
  • the Bre ⁇ deviation index is this filling medium is less than or equal to 1.5 and in particular less than or equal to 1.3, in particular klei ⁇ ner or equal to 1.1.
  • the beam entry surface is formed at least by a part of the receiving space limiting surface of the optical element.
  • Luminaire are arranged in a tub of the lamp, wherein the underside of the optical element is associated with the bottom of the tub.
  • the tub can be made of metal, for example, and preferably of aluminum.
  • the opti ⁇ cal element may be glued with its underside, for example, on the carrier or the circuit board.
  • a self-adhesive film or an adhesive can be used.
  • a cast body is made of a pourable material and arranged.
  • resin such as Si ⁇ likonharz, polyurethane resin or epoxy resin is used.
  • the cast body surrounds only a part of the optical element and combines during curing cohesively with the tub and the optical element.
  • the LEDs are hermetically sealed in the tub.
  • the receiving space in the optical element for receiving the at least one light-emitting diode remains free from the pour ⁇ wearable material of the cast body.
  • the receiving space can form a pressure chamber according to the standard in the case of flameproof enclosure and in the case of Vergusskapselung a free cavity.
  • Beam exit surface is present, through which the light which has entered the optical element via the beam entry surface exits again.
  • the beam exit surface is provided on the part of the optical element which is not enclosed or covered by the cast body.
  • Deviated beam exit surface Therefore, the same refraction occurs on both surfaces. Outside the Strahlaus ⁇ tread surface, no light exits from the optical element. In particular, no light is directed into or through the cast body by reflection or refraction effects. This will increase the efficiency of the lamp.
  • a material for the cast body adapted to the requirements of the explosion protection material can be selected, which can be selected completely independent of its optical properties. Exclusively at the Radrainin Occurring light is coupled from the light emitting diode in the optical element and this coupled light emitted at the beam exit surface. Refraction or reflection at the interface between the optical element and the cast body preferably does not occur.
  • the optical element also separates the cast body from the light emitting diodes. Thermal changes in length of the cast body during operation of the lamp can therefore not lead to damage to the electrical connection between the at least one light-emitting diode and the connecting line. In particular, solder joints between a light-emitting diode and a printed circuit board are not damaged by thermal stresses.
  • the edge of the potting closes directly to the beam exit surface and encloses them completely, for example.
  • a large as possible ⁇ SSER part of the optical element is covered by the potting material of the cast body to obtain a sufficient Druckfes ⁇ ACTION.
  • it is not covered by the cast body, so that the potting not adversely affect the light output of the light beam exit ⁇ surface.
  • each light emitting diode may be assigned a separate optical element, each with a receiving space ⁇ . It is also possible to provide in a single optical element a plurality of separate receiving spaces for each light emitting diode. Accordingly, the number of light emitting diodes includes this optical element has a plurality of Strah ⁇ leinlingers vom and beam exit surfaces. If there is a separate receiving space for each light-emitting diode, this can be included in the light in the receiving spaces remaining volumes, such as gas or air volume, are made very small. This is advantageous for achieving the explosion protection type flameproof enclosure or Vergusskapse ⁇ ment.
  • the beam exit surfaces are preferential ⁇ as spaced from one another, wherein between two Benach ⁇ herein beam exit surfaces a portion of the cast body may be disposed. Furthermore, there is the possibility that a plurality of LEDs are arranged evenly or irregularly spaced in a receiving space. If a plurality of light-emitting diodes are arranged in a common receiving space, the emission characteristic can be easily adapted to specific lighting requirements by varying the number of light-emitting diodes and their relative position in the receiving space. The adjacent light emitting diodes associated beam exit surfaces may overlap in this case.
  • the optical element be ⁇ nachbart to the beam entrance surface having a Strahlleit Structure.
  • the beam guiding surface adjoins a chamber filled with gas or air or another medium in the optical element.
  • the chamber may be filled with the same filling medium as the gap in the receiving space. Also in the chamber can prevail a vacuum.
  • a portion of the outer light beams of the light coupled into the optical element through the beam entry surface relative to the optical axis of the light emitting diode is completely reflected at the beam guide surface.
  • the Strahlleit Structure is preferential ⁇ as inclined relative to the optical axis of the light-emitting diode arranged. At the beam guide occurs total reflection and no refraction.
  • the play filled with ⁇ with air chamber to which the Strahllei ⁇ t Structure adjacent, and the receiving space of the associated light-emitting diode can be connected to each other.
  • the beam guiding surface may be closed annularly around the optical axis of the light-emitting diode.
  • a common heat sink can be arranged on this carrier or the printed circuit board.
  • the multilayered printed circuit board can be ⁇ builds his and a metal core and / or a graphite layer having, in order to better dissipate the heat of the light-emitting diode mounted thereon or light emitting diodes.
  • the carrier or the circuit board is directly in contact with the trough of the lamp or at least forms part of the trough, wherein the trough also serves for heat dissipation.
  • the beam entry surface associated with a light emitting diode and the beam exit surface of the optical element associated with the same light emitting diode are at a constant distance from each other.
  • the two surfaces can each extend in a plane which are arranged parallel to each other.
  • the two surfaces are curved and the same center of curvature aufwei ⁇ sen.
  • the two surfaces can also be arranged concentrically with one another.
  • the beam exit surface can be designed as a flat surface in an embodiment ⁇ form the lamp.
  • a Lambertian Achieve radiation characteristics for example, a Lambertian Achieve radiation characteristics. It is also possible to set the radiation characteristic of the luminaire in a targeted manner by means of a curvature of the beam exit surface.
  • the part of the optical element having the beam exit surface forms a lens, as it were.
  • a positive connection can also be made between the cast body and the tub.
  • at least in one of the side walls of the tub on the inside of a projection and / or a recess may be present.
  • the castable material of the cast body flows around the projection or into the recess, so that after hardening of the cast-in material of the cast body, a positive connection between the cast body and the pan is achieved.
  • projections and / or recesses may be provided on a plurality of and preferably opposite side walls of the tub.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a luminaire with meh ⁇ reren LEDs in a longitudinal perspective view
  • FIG. 2 shows the embodiment of the luminaire according to FIG. 1 in a cross section
  • Figure 3 shows the embodiment of the lamp according to the Figures 1 and 2 in an exploded view in longitudinal section
  • FIG. 5 shows the embodiment of the luminaire according to FIG. 4 in a longitudinal section
  • FIG. 6 is a perspective view of one of the optical elements of the luminaire according to FIGS. 4 and 5;
  • FIG. 7 shows a schematic, sectioned partial representation of the exemplary embodiment of the luminaire according to FIGS. 4 and 5 in the region of one of the light-emitting diodes;
  • FIG. 8 shows a further embodiment of the luminaire in a perspective view
  • FIG. 9 shows the luminaire according to FIG. 8 in a cross section
  • FIG. 11 is a partial sectional view of the luminaire according to FIGS. 8 and 9 in the region of one of the light-emitting diodes;
  • FIG. 14 is a partial sectional view of the embodiment of FIG. Example of the lamp according to Figure 12 in the range of one of the optical elements of the lamp and
  • Figure 15 is a schematic perspective view of an embodiment of a trough for one of ⁇ exemplary embodiments of the lamp.
  • FIGs 1 to 3 show a first,sbei ⁇ play an explosion-proof lighting fitting 20 is illustrated.
  • the luminaire 20 has a well 22 which is open towards a radiation side 21.
  • the tub 22 is preferably a ⁇ prepared lumps without seams and joints of a uniform material.
  • the trough is made of a metal, in particular of aluminum.
  • the shape and contour of the tub is basically arbitrary.
  • the trough 22 in plan view of the emission side 21 has a rectangular shape.
  • the trough 22 has two opposite longitudinal side walls 23 and two ⁇ the two longitudinal side walls 23 connecting transverse side walls 24th On the side of the radiating ⁇ 21 opposite side of the trough 22 is closed by a bottom 25th
  • the bottom 25 and the four side walls 23, 24 define an interior space 26 for receiving bulbs and possibly other electrical or electronic components.
  • the explosion-protected luminaire 20 has as a luminous medium ⁇ at least one and preferably a plurality of Leuchtdio ⁇ (LEDs) 30th
  • LEDs Leuchtdio ⁇
  • the light-emitting diodes 30 are known light-emitting diode types. They have a light-emitting diode chip 31, which is arranged on a chip carrier 32 in the first exemplary embodiment.
  • the Leuchtdi ⁇ odenchip 31 is covered by a material transparent to the radiated Lichtwel ⁇ lendorf light emitting body 33 in the radiation direction.
  • the light emitting diode body 33 has the shape of a hemisphere in the first embodiment.
  • the LEDs 30 of the lamp 20 are arranged on a Trä ⁇ ger, which is formed in the embodiment of a Lei ⁇ terplatte 34.
  • a Trä ⁇ ger which is formed in the embodiment of a Lei ⁇ terplatte 34.
  • On the circuit board 34 can and further electrical or electronic components is arranged ⁇ be, such as a Temperaturschreibwa ⁇ monitoring device.
  • ⁇ be such as a Temperaturschreibwa ⁇ monitoring device.
  • the electrical connections of the LEDs 30 are connected to an electrical connection line 35.
  • Light emitting diodes 30 may be connected in parallel or in series with each other with the two wires of the connecting line 35.
  • all light emitting diodes 30 of the luminaire 20 are arranged on a single common printed circuit board 34.
  • the LEDs 30 are soldered to the top of the circuit board 34. They can be designed as so-called SMD components.
  • the light-emitting diodes 30 are arranged along a straight line at a distance from one another on the printed circuit board 34.
  • the circuit board 34 may be designed in multiple layers.
  • One layer of the printed circuit board 34 may be embodied as metal and / or a graphite ⁇ layer so that the heat in the Clearre- ckungsebene the circuit board is better and more evenly distributed 34th
  • the circuit board 34 is in the execution ⁇ example directly on the bottom of the trough 22.
  • the light-emitting diodes 30 are arranged completely within the interior 26 of the trough 22.
  • connection cable 25 is led out of the interior 26 of the tub 22, preferably 24 to one of the transverse side walls for this purpose can be connected to the respective transverse side wall 24, a portion of the side wall inner edge 36 with a notch or a chamfer 37 may be verse ⁇ hen, so that the connecting cable 35 can not be kinked or damaged by the side wall inner edge 36.
  • the circuit board 34 In a modified embodiment of the trough 22 of the explosion-proof lamp 20, the circuit board 34, the bottom 25 and / or at least one side wall 23, 24 of the Forming pan.
  • FIG 15 is an example of a printed circuit board 34 ver ⁇ anschaubit having a printed circuit board core 34a.
  • the printed circuit board core 34a is made of metal, preferably made of aluminum ⁇ minium. It has a first section 38, which forms the bottom 25 of the trough 22. At the first section 38 close on opposite sides of two angled second sections 39, each forming a side wall and, for example, each a longitudinal side wall 23.
  • the printed circuit board 34 could also form the bottom 25 of the trough 22 and be connected to side walls or a closed frame to form the trough 22.
  • Each LED 30 is an optical element 40 to ⁇ ordered.
  • a separate op ⁇ table member 40 is provided for each light-emitting diode 30th
  • the optical elements 40 each have a receiving space 41 which serves to receive the associated light-emitting diode 30.
  • the receiving space 41 is open to a bottom 42 of the optical element 40 side and fully ⁇ constantly limited by the way through the optical element 40th
  • the bottom 42 is the circuit board 34th assigned. The bottom 42 serves to attach the op ⁇ table element 40 on the circuit board.
  • a material connection between the optical element 40 and the circuit board 34 is prepared ringsum Sign Credentials: a material connection between the optical element 40 and the circuit board 34 is prepared ringsum Sign Credentials: a material connection between the optical element 40 and the circuit board 34 is prepared ringsum Sign Credentials: a material connection between the optical element 40 and the circuit board 34 is prepared ringsum Sign Credentials: a material connection between the optical element 40 and the circuit board 34 is prepared ringsum Sign Credential Sta material connection between the optical element 40 and the circuit board 34.
  • the contour of the receiving space 41 is adapted to the outer shape of the light-emitting diode 30.
  • the receiving space in the optical axis A of the light emitting diode 30 the shape of a hemisphere or spherical cap on.
  • a spherical segment, concave Strahleintrittsflä ⁇ surface 44 of the optical element 40 is formed, adjacent to the receiving space on ⁇ 41st
  • a gap 45 is present.
  • the light-emitting diode 30 thus does not lie directly against the beam entrance surface 44 of the optical element 40.
  • the gap 45 has, for example, a constant thickness, so that the distance of the beam entry surface 44 from the light-emitting diode 30 or the light-emitting diode body 33 is constant.
  • a gaseous and / or liquid and / or gelatinous and / or solid filling medium may be present, for example air.
  • the optical element 40 also has a Strahlaus ⁇ tread surface 46 is provided which is provided on the underside 42 opposite top of the optical element 40 and is located on the emission side 21 of the lamp 20.
  • the beam exit surface 46 preferably has a constant distance to the beam entry surface 44.
  • the beam exit surface 46 is designed spherical cap.
  • the Strahleintrittsflä ⁇ surface 44 and the beam exit surface 46 have a common center of curvature ⁇ seeds and are arranged concentrically to each other.
  • the beam exit surface 46 is located au ⁇ ßer Halb delimited by the trough 22 interior 26th
  • the beam entrance surface 44 and the beam exit ⁇ surface 46 are disposed at a central region 47 of the optical element 40 having a semi-spherical or ku ⁇ gelkalottenförmige outer contour.
  • an annular flange 48 which extends along a radial plane through the center of the spherical dome-shaped central region ⁇ 47th.
  • the Bo ⁇ the 25 of the tub 22 facing side of the annular flange 48 forms part of the bottom 42 of the optical element 40th
  • the luminaire 20 can be designed in the explosion protection type "pressure- resistant encapsulation" (Ex-d) or "encapsulation encapsulation” (Ex-m).
  • the light-emitting diodes 30 and / or the optionally present on the printed circuit board 34 wei ⁇ direct electrical or electronic components by means of a cast body 49 hermetically sealed against the environment of the lamp 20.
  • a thermosetting, pourable material in the interior 26 of the tub 22 is filled around the circuit board 34 and around the lower portion of the optical elements 40 and cured.
  • the pourable material to ⁇ completely closes the portion of the optical elements 40 disposed within the interior space 26 of the trough 22nd
  • the height H of the cast body 49 corresponds substantially to the height of the interior space 26 which is defined by the distance between the top of the bottom 25 of the upper ⁇ edge of the four side walls 23, 24 ( Figure 2).
  • the pourable material for the molded body 49 is filled before ⁇ preferably up to the upper Knew of the side walls 23, 24 into the interior 26 of the tub 22, as is illustrated in FIG. 1
  • the beam exit surface 46 is, for example arranged according except ⁇ half of the inner space 26 of the trough 22 and therefore remains free and is not covered by the cast body 49th Therefore, the material of the cast body 49 need not necessarily be Maschinenmanns ⁇ sig for the light emitted by the light emitting diode 30 light.
  • a castable material for the cast body 49 a cast resin can be used, such as some silicone resin, polyurethane resin or epoxy resin.
  • the cast body 49 combines during curing cohesively with the arranged in the interior 26 of the trough 22 components and adjacent to this interior 26 surfaces, in particular with the trough 22, the lower portions of the optical elements 40 and the circuit board 34. He fills the interior 26 of Trough 22 preferably completely off, so that there remain no or only small gas or air ⁇ tein say.
  • the pourable material of the cast ⁇ body 49 does not penetrate into the receiving space 41 of the optical element ⁇ rule 40 as this is cohesively connected and sealed against the penetration of the liquid casting material to the circuit board 34th
  • a projection and / or a depression 50 may be provided on the surface of one or more side walls 23, 24 adjoining the interior 26 of the trough 22.
  • a projection and / or a depression 50 may be provided on the surface of one or more side walls 23, 24 adjoining the interior 26 of the trough 22.
  • the height H of the casting In order to ensure sufficient pressure resistance of the lamp 20, the height H of the casting must talking at ⁇ game in accordance with the height H of the interior of the tub 22 ent ⁇ , have a minimum height.
  • the opening angle of the Lichtabstrahl Anlagens the light-emitting diodes 30 may be very large and, for example, be up to 150 °, so that the marginal rays with the optical axis A of the LED 30 include an angle of 75 °.
  • a beam guide surface 55 is present adjacent to the beam entry surface 44.
  • the Strahlleit Structure 55 is disposed annularly CLOSED ⁇ sen about the optical axis A of the light emitting diode 30 on the optical element 40th It extends obliquely to the optical axis A and has the shape of a lateral surface of a circular truncated cone in the first embodiment of the lamp 20.
  • the beam guide surface 55 adjoins an example filled with air chamber 56 of the optical element 40.
  • the chamber 56 is connected at the embodiment in connection to the underside 42 of the optical element 40 with the Recordin ⁇ meraum 41 for the light-emitting diode 30th
  • the chamber 56 is open to the bottom 42.
  • the chamber is vorzugswei ⁇ se filled with the same filling medium as the gap 45 of the receiving space 41.
  • In the chamber 56 and / or in the receiving space 41 can also be a vacuum.
  • the Strahlleit Chemistry 55 is attached ⁇ arranged that all occurring at the beam entrance surface 44 in the optical element 40 light rays that are not directly linearly court ⁇ tet on the beam exit surface 46, incident on the Strahlleit Structure 55 and reflected there without refraction and beam exit surface 46 to get distracted.
  • the beam guide surface 55 it is thus ensured that all light rays entering the optical element 40 exit at the beam exit surface 46 and the light output is not reduced by refraction and / or reflections at the boundary layer between the optical element 40 and the cast body 49.
  • the optical element 40 and in particular the beam guide surface 55 is preferably uncoated.
  • the light passes exclu ⁇ Lich off at the beam exit surface 46 at the optical element 40, which is not covered by the cast body 49th
  • the circular edge 57 formed in the embodiment between the cast body 49 and the optical element 40 can connect directly to the beam exit surface 46.
  • the edge 57 predetermines the maximum size of the beam exit surface 46.
  • a second,sbei ⁇ play a lamp 20 is shown.
  • the light-emitting diodes 30 are arranged in the second embodiment in a matrix-like manner in a plurality of rows and columns next to each other in the trough 22.
  • Each optical element 40 has a plurality of dome-shaped central portions 47, 42 of the optical element 40 having plate-shaped section 60 are connected to each other via a sub ⁇ page.
  • Each opti ⁇ cal element 40 is assigned in the second embodiment, several light ⁇ ren LEDs 30 and has a corresponding number of receiving spaces 41. In the embodiment described herein, nine receiving spaces 41 for each ⁇ wells a light emitting diode 30 is provided.
  • Each light-emitting diode 30 or each receiving space 41 is associated with a dome-shaped central portion 47.
  • the beam exit surface 46 is provided on this dome-shaped central portion 47.
  • each receiving space 41 has a cuboid shape. This is it penetratezure ⁇ ren that the LEDs 30 and in particular the body diode in this embodiment has a rectangular outer contour, to which the shape of the receiving space is adapted 41st
  • the beam entrance surface 44 is designed here as a flat surface. As in the first,sbei ⁇ play exists between the light emitting diode 30 and the Strah ⁇ leintritts composition 44, a gap 45 having a constant thickness.
  • the light emitted from the light emitting diode 30 light rays are thus refracted at the boundary layer of air in the gap 45 and the mate rial of the optical element ⁇ 40th As a result of this cracking , a deflection of the light beams entering the beam entrance surface 44 takes place toward the optical axis A of the light-emitting diode 30.
  • the opening angle between the edge-side light beams is therefore reduced after entering the optical element 40.
  • the distance and the size the beam exit surface 46 of the beam entrance surface 44 is selected so that the rectilinearly propagating through the optical element 40 cal ⁇ light beams impinge solely on the beam exit surface and can exit ungehin ⁇ changed there.
  • the beam exit surface 46 is designed curved here as in the first embodiment. As is Strah ⁇ leintritts measurements extends in a plane 44 of the Ab ⁇ was not constant between the beam entrance surface 44 and the beam exit surface ⁇ 46th It is along the optical axis A rule ⁇ greatest. The beam exit surface 46 and the central portion 47 thereby have a lens effect. It is understood that the curvature of the Strahlaustrittsflä ⁇ surface 46 may have other curvature forms depending on the desired emission characteristics.
  • the second embodiment of the luminaire according to the figures 4 to 7 corresponds to the previously described ⁇ nen first embodiment, so that reference is made to the descrip- ⁇ tion of the first embodiment.
  • FIGS. 8 to 11 illustrate a further, third exemplary embodiment of the luminaire 20.
  • This third embodiment corresponds essentially to the second embodiment, so that reference is made to the above description.
  • the difference between the second and the third embodiment is that the central portions 47 of an optical element 40, no dome shape, but a cuboid shape on ⁇ have. Accordingly, a cuboid central section 47 adjoins the common plate-shaped section 60 of an optical element 40 for each receiving space 41 or for each light-emitting diode 30.
  • the beam exit ⁇ surface 46 is not curved but planar.
  • the Strahlaus ⁇ tread surfaces 46 of an optical element 40 extend in a common plane that can extend in the plane 22 of the upper edge of the tub.
  • the optical element 40 protrude out of the interior 26 of the tub 22 (FIGS. 8 and 9).
  • the height H of the cast body 49 is selected so that it reaches down to the beam exit surfaces 46 and completely fills the interior 26 of the trough 22, but the jet exit surfaces 46 remain free.
  • FIGS. 12 to 14 A fourth embodiment of the luminaire 20 is illustrated in FIGS. 12 to 14. In essence, this embodiment corresponds to the third execution ⁇ forms according to the figures 8 to 11, so that reference is made to the vorste ⁇ foregoing description. Subsequently, only differences from the third embodiment, erläu ⁇ tert.
  • the optical ele ment ⁇ 40 is associated with multiple light emitting diodes 30th It has meh ⁇ eral receiving spaces 41, which have a parallelepiped-shaped contour as in the third exporting ⁇ approximately example.
  • a plurality of light emitting diodes are arranged side by side in a row 30 in a receiving space 41st
  • the light-emitting diodes 30 in a receiving space 41 in a matrix-like manner in rows and columns next to one another or to distribute them irregularly in the receiving space 41.
  • the distances between each two adjacent Leuchtdio ⁇ the 30 can be the same or different sizes.
  • Each receiving space is assigned a cuboid central section 47. At this cuboid central portion 47, the beam exit surfaces 46 for the individual
  • Light-emitting diodes 30 available.
  • the beam exit surfaces 46 are all in a common plane. Depending on the distance of the LEDs 30 in the receiving space 41, the beam exit surfaces 46 of adjacent LEDs 30 may also overlap.
  • an optical element 40 has three rectangular central ⁇ sections 47, each with several beam exit surfaces 46th Each of these cuboid central sections 47 is associated with a cuboid receiving space 41 adjacent to the bottom 42.
  • an optical element 40 may also have only a single receiving space 41 for all light-emitting diodes 30.
  • Combinations and modifications of the various embodiments are possible.
  • the present invention relates to a potentially explosive ⁇ protected luminaire 20 30 with a plurality of light-emitting diodes in a tub 22, a circuit board 34 is arranged on which the light emitting diodes are electrically and mechanically attached 30th
  • an optical element 40 is arranged on the printed circuit board 34.
  • the LED 30 is housed in a receiving space 41 of the optical element 40.
  • the light emitted by the light emitting diode 30 light enters at a beam entrance surface 44 adjacent to the receiving space 41 in the optical element 40 and at a Strahlaus ⁇ exit surface 46 from. Between the beam entry surface 44 and the light emitting diode 30, a gap 45 is present.
  • the Lei ⁇ terplatte 34 and the light-emitting diodes 30 associated optical elements 40 are cast.
  • a cast body 49 fills the interior of the tub 22 around the circuit board, the opti ⁇ cal elements and optionally further electrical and electronic components.
  • the beam exit surface 46 is not covered by the potting body 49 and may be located outside the interior of the trough 22.
  • the luminaire 20 is designed in explosion-proof encapsulation or flameproof enclosure.

Abstract

The invention relates to an explosion-proof lighting unit (20) with one or more light-emitting diodes (30). A printed circuit board (34), on which the light-emitting diodes (30) are electrically and mechanically fixed, is arranged in a well (22). An optical element (40) is arranged on the printed circuit board (34) around each light-emitting diode (30). The light-emitting diode (30) is located in a receiving area of the optical element (40). The light emitted by the light-emitting diode (30) enters the optical element (40) at a beam inlet surface (44) adjoining the receiving area and exits at a beam outlet surface (46). A gap (45) is present between the beam inlet surface (44) and the light-emitting diode (30). The printed circuit board (34) and the optical elements (40) paired with the light-emitting diodes (30) are cast-in. The beam outlet surface (46) is not covered by the cast body (49).

Description

Explosionsgeschützte Leuchte mit eingegossener Optik  Explosion-proof luminaire with cast-in optics
Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte The invention relates to an explosion-proof
Leuchte mit wenigstens einer Leuchtdiode. Leuchtdioden wer¬ den immer häufiger in Leuchten eingesetzt. Sie können als herkömmliche Halbleiterbauelemente oder in sogenannter SMD- Ausführung als Leuchtmittel für die Leuchte verwendet wer¬ den. Die Strahlungsleistung oder die Wärmeentwicklung solcher Leuchtdioden kann abhängig von der Ausführung ausreichen, um ein in einem explosionsgefährdeten Bereich vorhandenes zündfähiges Gasgemisch zu entzünden. Es sind daher Schutzvorkehrungen zu treffen, um eine mit Leuchtdioden ausgestattete Leuchte in einem explosionsgefährdeten Bereich verwenden zu können. Luminaire with at least one light emitting diode. LEDs ¬ the increasingly used in luminaires. They can be used as a conventional semiconductor devices or so-called SMD version as lamps for light ¬ to. Depending on the design, the radiant power or the heat development of such light-emitting diodes may be sufficient to ignite an ignitable gas mixture present in a potentially explosive area. Therefore, protective measures must be taken in order to be able to use a luminaire equipped with LEDs in a potentially explosive area.
Eine gekapselte Leuchtdiodenanordnung für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen ist beispielsweise aus DE 10 2009 005 547 AI bekannt. Die Leuchtdiode ist dort zwischen einem Boden und einer Haube angeordnet und in den durch den Boden und die Haube gebildeten Aufnahmeraum vollständig eingeschlossen. Die Anschlussleitungen zum elektrischen Kontaktieren der Leuchtdiode sind durch den Boden herausgeführt. Der Aufnahmeraum kann gasdicht geschlossen sein und in der Explosionsschutzart „druckfeste Kapselung" ausgeführt sein. Bei größeren Leuchten ist allerdings der Aufwand sehr groß, jede Leuchtdiode mit Hilfe eines Bodens und einer Haube druckfest zu kapseln. An encapsulated light-emitting diode arrangement for use in potentially explosive areas is known, for example, from DE 10 2009 005 547 A1. The light-emitting diode is arranged there between a bottom and a hood and completely enclosed in the receiving space formed by the bottom and the hood. The leads for electrically contacting the light emitting diode are led out through the bottom. The receiving space can be closed in a gas-tight manner and be designed in the explosion-proof "flameproof enclosure." In the case of larger luminaires, however, the effort involved in encapsulating each light-emitting diode with the aid of a bottom and a hood is pressure-tight.
Die druckfeste Kapselung mehrerer Leuchtdioden einer Leuchte für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Be- reichen ist aus DE 100 24 427 AI bekannt. Diese Leuchte weist ein Gehäuse auf, das nach außen hermetisch geschlos¬ sen ist und eine druckfeste Kapselung bildet. Im Inneren des Gehäuses sind mehrere Leuchtdioden auf einer gemeinsa¬ men Leiterplatte angeordnet. Das Gehäuse umschließt ein re¬ lativ großes Gasvolumen. Durch die Vielzahl der Leuchtdioden ist es erforderlich, dass das Gehäuse eine sehr hohe Druckfestigkeit aufweisen muss, um den Anforderungen an den Explosionsschutz in der Schutzart druckfeste Kapselung zu genügen . The flameproof enclosure of several light emitting diodes of a luminaire for use in a potentially explosive atmosphere rich is known from DE 100 24 427 AI. This lamp comprises a housing, which is hermetically CLOSED ¬ sen outwardly and forms a flameproof enclosure. Inside the housing, a plurality of light-emitting diodes are arranged on of a common ¬ men circuit board. The housing encloses a re ¬ tively large volume of gas. Due to the large number of light-emitting diodes, it is necessary for the housing to have a very high compressive strength in order to meet the requirements for explosion protection in the degree of protection flameproof enclosure.
Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden eine Leuchte mit einer oder mehreren It can therefore be regarded as an object of the present invention is a lamp with one or more
Leuchtdioden zu schaffen, die einfach herzustellen ist und dennoch den Anforderungen des Explosionsschutzes, insbesondere der Schutzart druckfeste Kapselung und/oder der To provide light-emitting diodes, which is easy to manufacture and yet meet the requirements of explosion protection, in particular the degree of protection flameproof enclosure and / or the
Schutzart Vergusskapselung entspricht. Degree of protection encapsulation corresponds.
Erfindungsgemäß weist die explosionsgeschützte Leuchte wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Leuchtdioden auf, die in einer Wanne angeordnet sind. Eine oder mehrere der Leuchtdioden, werden vorzugsweise auf einem gemeinsamen Träger, beispielsweise einer Leiterplatte, angeordnet. Der Träger oder die Leiterplatte können den Boden der Wanne bilden. Mit dem Träger oder der Leiterplatte können Seiten- wandelemente oder auch ein umlaufender Rahmen verbunden werden, um die Wanne zu bilden. Es ist auch möglich, dass die Leiterplatte einen Leiterplattenkern, insbesondere ei¬ nen Metallkern aufweist, der wenigstens einen oder zwei ab¬ gewinkelte Randbereiche oder Stege aufweist, die jeweils eine Seitenwand der Wanne bilden. Der Steg oder die Stege ist bzw. sind integraler einstückiger Bestandteil des Leiterplattenkerns und gehen ohne Naht- oder Fügestelle in den Bodenabschnitt des Leiterplattenkerns über. Eine elektrische Anschlussleitung ist elektrisch mit den beiden elektrischen Anschlüssen der wenigstens einen Leuchtdiode verbunden. Die Leuchte weist ferner ein opti¬ sches Element auf, das für das von der Leuchtdiode emit¬ tierte Licht durchlässig ist. Die wenigstens eine Leuchtdi¬ ode ist in einem zur Unterseite des optischen Elements hin offenen Aufnahmeraum angeordnet. Zwischen der Leuchtdiode und dem optischen Element ist ein Spalt vorhanden, der zumindest in dem Bereich vorgesehen ist, in dem das von der Leuchtdiode emittiert Licht an einer Strahleintrittsfläche in das optische Element eintrifft. Dieser Spalt kann mit einem Gas, beispielsweise mit Luft oder einem anderen gas¬ förmigen und/oder flüssigen und/oder gelartigen und/oder festen Füllmedium gefüllt sein. Vorzugsweise ist der Bre¬ chungsindex dieses Füllmediums kleiner oder gleich 1,5 und insbesondere kleiner oder gleich 1,3 und insbesondere klei¬ ner oder gleich 1,1. Im Spalt kann auch ein Vakuum herrschen. Die Strahleintrittsfläche ist zumindest durch einen Teil der den Aufnahmeraum begrenzenden Fläche des optischen Elements gebildet. According to the invention, the explosion-proof luminaire has at least one and preferably a plurality of light-emitting diodes which are arranged in a trough. One or more of the light-emitting diodes are preferably arranged on a common carrier, for example a printed circuit board. The carrier or circuit board may form the bottom of the tray. Sidewall elements or even a surrounding frame can be connected to the carrier or the printed circuit board in order to form the trough. It is also possible that the circuit board comprises a printed circuit board core, in particular egg ¬ NEN metal core having at least one or two from ¬ angled edge portions or webs, each forming a side wall of the tub. The web or webs is or are an integral integral part of the PCB core and go without seam or joint in the bottom portion of the PCB core over. An electrical connection line is electrically connected to the two electrical terminals of the at least one light emitting diode. The luminaire also has an opti ¬ cal element which is transparent to the emit ¬ light emitted by the light emitting diode. The at least one Leuchtdi ¬ ode is disposed in an open towards the underside of the optical element receiving space. Between the light-emitting diode and the optical element there is a gap which is provided at least in the region in which the light emitted by the light-emitting diode arrives at a beam entry surface in the optical element. This gap can be filled with a gas, for example with air or another gas ¬ shaped and / or liquid and / or gel and / or solid filling medium. Preferably, the Bre ¬ deviation index is this filling medium is less than or equal to 1.5 and in particular less than or equal to 1.3, in particular klei ¬ ner or equal to 1.1. In the gap can also prevail a vacuum. The beam entry surface is formed at least by a part of the receiving space limiting surface of the optical element.
Die wenigstens eine Leuchtdiode und das optische The at least one light emitting diode and the optical
Leuchte sind in einer Wanne der Leuchte angeordnet, wobei die Unterseite des optischen Elements dem Boden der Wanne zugeordnet ist. Die Wanne kann beispielsweise aus Metall und vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sein. Das opti¬ sche Element kann mit seiner Unterseite zum Beispiel auf den Träger bzw. die Leiterplatte aufgeklebt sein. Hierzu kann vorzugsweise eine selbstklebende Folie oder ein Kleber verwendet werden. Luminaire are arranged in a tub of the lamp, wherein the underside of the optical element is associated with the bottom of the tub. The tub can be made of metal, for example, and preferably of aluminum. The opti ¬ cal element may be glued with its underside, for example, on the carrier or the circuit board. For this purpose, preferably a self-adhesive film or an adhesive can be used.
In der Wanne ist ferner ein Gusskörper aus einem gießfähigen Werkstoff hergestellt und angeordnet. Als Werkstoff für den Gusskörper dient beispielsweise Harz, wie etwa Si¬ likonharz, Polyurethanharz oder Epoxydharz. Der Gusskörper umgibt nur einen Teil des optischen Elements und verbindet sich bei der Aushärtung stoffschlüssig mit der Wanne und dem optischen Element. Mittels des Gusskörpers werden die Leuchtdioden hermetisch in der Wanne eingeschlossen. Somit kann sehr einfach eine Leuchte in explosionsgeschützter Ausführung hergestellt werden, die die Anforderungen an die Schutzart Vergusskapselung oder druckfeste Kapselung erfüllt. Der Aufnahmeraum im optischen Element zur Aufnahme der wenigstens einen Leuchtdiode bleibt frei von dem gie߬ fähigen Werkstoff des Gusskörpers. Der Aufnahmeraum kann entsprechend der Norm im Falle einer druckfesten Kapselung einen Druckraum und im Falle einer Vergusskapselung einen freien Hohlraum bilden. In the tub, a cast body is made of a pourable material and arranged. As a material for the cast body, for example, resin such as Si ¬ likonharz, polyurethane resin or epoxy resin is used. The cast body surrounds only a part of the optical element and combines during curing cohesively with the tub and the optical element. By means of the cast body, the LEDs are hermetically sealed in the tub. Thus, it is very easy to manufacture a luminaire in an explosion-proof design, which meets the requirements for protection class encapsulation or flameproof enclosure. The receiving space in the optical element for receiving the at least one light-emitting diode remains free from the pour ¬ wearable material of the cast body. The receiving space can form a pressure chamber according to the standard in the case of flameproof enclosure and in the case of Vergusskapselung a free cavity.
An dem der offenen Seite der Wanne zugeordneten Teil des optischen Elements ist für jede Leuchtdiode eine At the part of the optical element which is assigned to the open side of the trough, one is provided for each light-emitting diode
Strahlaustrittsfläche vorhanden, durch die das über die Strahleintrittsfläche in das optische Element eingetretene Licht wieder austritt. Die Strahlaustrittsfläche ist an dem Teil des optischen Elements vorgesehen, der nicht vom Gusskörper umschlossen oder abgedeckt ist. Somit kann erreicht werden, dass sowohl die Strahleintrittsfläche als auch die Strahlaustrittsfläche an Luft angrenzt bzw. der Brechungs¬ index des Füllmediums im Spalt an der Stahleintrittsfläche ausreichend wenig vom Brechungsindex der Luft an der Beam exit surface is present, through which the light which has entered the optical element via the beam entry surface exits again. The beam exit surface is provided on the part of the optical element which is not enclosed or covered by the cast body. Thus can be achieved that both the beam entrance surface and the beam exit surface adjacent to the air or the refractive index of the filling in the gap ¬ at the steel entrance surface sufficiently little from the refractive index of the air at the
Strahlaustrittsfläche abweicht. An beiden Flächen findet daher die gleiche Brechung statt. Außerhalb der Strahlaus¬ trittsfläche tritt aus dem optischen Element kein Licht aus. Insbesondere wird kein Licht durch Reflexions- oder Brechungseffekte in oder durch den Gusskörper geleitet. Dadurch wird die Effizienz der Leuchte groß. Außerdem kann als Werkstoff für den Gusskörper ein an die Anforderungen des Explosionsschutzes angepasstes Material gewählt werden, das völlig unabhängig von seinen optischen Eigenschaften ausgewählt werden kann. Ausschließlich an der Strahlein- trittsfläche wird Licht von der Leuchtdiode in das optische Element eingekoppelt und dieses eingekoppelte Licht an der Strahlaustrittsfläche abgegeben. Eine Brechung oder eine Reflexion an der Grenzfläche zwischen dem optischen Element und dem Gusskörper findet vorzugsweise nicht statt. Deviated beam exit surface. Therefore, the same refraction occurs on both surfaces. Outside the Strahlaus ¬ tread surface, no light exits from the optical element. In particular, no light is directed into or through the cast body by reflection or refraction effects. This will increase the efficiency of the lamp. In addition, as a material for the cast body adapted to the requirements of the explosion protection material can be selected, which can be selected completely independent of its optical properties. Exclusively at the Radrainin Occurring light is coupled from the light emitting diode in the optical element and this coupled light emitted at the beam exit surface. Refraction or reflection at the interface between the optical element and the cast body preferably does not occur.
Das optische Element trennt außerdem den Gusskörper von den Leuchtdioden. Thermische Längenänderungen des Gusskörpers beim Betrieb der Lampe können daher nicht zu einer Beschädigung der elektrischen Verbindung zwischen der wenigstens einen Leuchtdiode und der Anschlussleitung führen. Insbesondere werden Lötstellen zwischen einer Leuchtdiode und einer Leiterplatte nicht durch thermische Spannungen beschädigt . The optical element also separates the cast body from the light emitting diodes. Thermal changes in length of the cast body during operation of the lamp can therefore not lead to damage to the electrical connection between the at least one light-emitting diode and the connecting line. In particular, solder joints between a light-emitting diode and a printed circuit board are not damaged by thermal stresses.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließt sich der Rand der Vergusskörpers unmittelbar an die Strahlaustrittsfläche an und umschließt diese beispielsweise vollständig. Dadurch ist erreicht, dass ein möglichst gro¬ ßer Teil des optischen Elements durch die Vergussmasse des Gusskörpers abgedeckt ist, um eine ausreichende Druckfes¬ tigkeit zu erreichen. Es wird jedoch die Strahlaustritts¬ fläche nicht durch den Vergusskörper abgedeckt, so dass der Vergusskörper die Leuchtleistung der Leuchte nicht negativ beeinflusst . In a preferred embodiment, the edge of the potting closes directly to the beam exit surface and encloses them completely, for example. Thereby is achieved that a large as possible ¬ SSER part of the optical element is covered by the potting material of the cast body to obtain a sufficient Druckfes ¬ ACTION. However, it is not covered by the cast body, so that the potting not adversely affect the light output of the light beam exit ¬ surface.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann jeder Leuchtdiode ein separates optisches Element mit jeweils einem Aufnahme¬ raum zugeordnet sein. Es ist auch möglich, in einem optischen Element mehrere separate Aufnahmeräume für jeweils eine Leuchtdiode vorzusehen. Entsprechend der Anzahl der Leuchtdioden weist dieses optische Element mehrere Strah¬ leintrittsflächen und Strahlaustrittsflächen auf. Ist für jede Leuchtdiode ein separater Aufnahmeraum vorhanden, kann das in der Leuchte eingeschlossene in den Aufnahmeräumen verbleibende Volumen, beispielsweise Gas- oder Luftvolumen, sehr klein gemacht werden. Dies ist zur Erreichung der Explosionsschutzart druckfeste Kapselung oder Vergusskapse¬ lung vorteilhaft. Die Strahlaustrittsflächen sind vorzugs¬ weise voneinander beabstandet, wobei zwischen zwei benach¬ barten Strahlaustrittsflächen ein Teil des Gusskörper angeordnet sein kann. Ferner besteht die Möglichkeit, dass in einem Aufnahmeraum mehrere Leuchtdioden gleichmäßig oder unregelmäßig beabstandet angeordnet sind. Sind mehrere Leuchtdioden in einem gemeinsamen Aufnahmeraum angeordnet, kann die Abstrahlcharakteristik sehr einfach durch Variation der Anzahl der Leuchtdioden und deren Relativposition im Aufnahmeraum an konkrete Beleuchtungserfordernisse ange- passt werden. Die benachbarten Leuchtdioden zugeordneten Strahlaustrittsflächen können sich in diesem Fall überlappen . In one embodiment, each light emitting diode may be assigned a separate optical element, each with a receiving space ¬. It is also possible to provide in a single optical element a plurality of separate receiving spaces for each light emitting diode. Accordingly, the number of light emitting diodes includes this optical element has a plurality of Strah ¬ leintrittsflächen and beam exit surfaces. If there is a separate receiving space for each light-emitting diode, this can be included in the light in the receiving spaces remaining volumes, such as gas or air volume, are made very small. This is advantageous for achieving the explosion protection type flameproof enclosure or Vergusskapse ¬ ment. The beam exit surfaces are preferential ¬ as spaced from one another, wherein between two Benach ¬ herein beam exit surfaces a portion of the cast body may be disposed. Furthermore, there is the possibility that a plurality of LEDs are arranged evenly or irregularly spaced in a receiving space. If a plurality of light-emitting diodes are arranged in a common receiving space, the emission characteristic can be easily adapted to specific lighting requirements by varying the number of light-emitting diodes and their relative position in the receiving space. The adjacent light emitting diodes associated beam exit surfaces may overlap in this case.
Es ist auch vorteilhaft, wenn das optische Element be¬ nachbart zur Strahleintrittsfläche eine Strahlleitfläche aufweist. Insbesondere grenzt die Strahlleitfläche an eine mit Gas oder Luft oder einem anderen Medium gefüllte Kammer im optischen Element an. Die Kammer kann mit demselben Füllmedium gefüllt sein wie der Spalt im Aufnahmeraum. Auch in der Kammer kann ein Vakuum herrschen. Ein Teil der relativ zur optischen Achse der Leuchtdiode äußeren Lichtstrahlen des durch die Strahleintrittsfläche in das optische Element eingekoppelten Lichts wird an der Strahlleitfläche vollständig reflektiert. Die Strahlleitfläche ist vorzugs¬ weise schräg gegenüber der optischen Achse der Leuchtdiode angeordnet. An der Strahlleitfläche tritt Totalreflexion und keine Brechung auf. Über die Strahlleitfläche wird ver¬ hindert, dass der Teil des Lichts, der nicht direkt auf die Strahlaustrittsfläche gerichtet ist, auf die Grenzfläche zwischen dem optischen Element und dem Vergusskörper auftritt. Durch die Strahlleitfläche wird dieser Teil des Lichts durch Totalreflexion auf die Strahlaustrittsfläche umgelenkt. Bei einem Ausführungsbeispiel können die bei¬ spielsweise mit Luft gefüllte Kammer, an die die Strahllei¬ tfläche angrenzt, und der Aufnahmeraum der zugeordneten Leuchtdiode miteinander verbunden sein. Beispielweise kann die Strahlleitfläche um die optische Achse der Leuchtdiode herum ringförmig geschlossen sein. It is also advantageous if the optical element be ¬ nachbart to the beam entrance surface having a Strahlleitfläche. In particular, the beam guiding surface adjoins a chamber filled with gas or air or another medium in the optical element. The chamber may be filled with the same filling medium as the gap in the receiving space. Also in the chamber can prevail a vacuum. A portion of the outer light beams of the light coupled into the optical element through the beam entry surface relative to the optical axis of the light emitting diode is completely reflected at the beam guide surface. The Strahlleitfläche is preferential ¬ as inclined relative to the optical axis of the light-emitting diode arranged. At the beam guide occurs total reflection and no refraction. On the Strahlleitfläche is ver ¬ prevents that the part of the light that is not pointed directly at the beam exit surface, occurs on the interface between the optical member and the cast body. Through the beam guide this part of the Light deflected by total reflection on the beam exit surface. In one embodiment, the play filled with ¬ with air chamber to which the Strahllei ¬ tfläche adjacent, and the receiving space of the associated light-emitting diode can be connected to each other. For example, the beam guiding surface may be closed annularly around the optical axis of the light-emitting diode.
Ist die Leuchtdiode oder sind mehrere Leuchtdioden auf einem Träger, beispielsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet, so kann an diesem Träger bzw. der Leiterplatte ein gemeinsamer Kühlkörper angeordnet sein. If the light-emitting diode or several light-emitting diodes are arranged on a carrier, for example on a common printed circuit board, then a common heat sink can be arranged on this carrier or the printed circuit board.
Beispielsweise kann die Leiterplatte mehrlagig aufge¬ baut sein und einem Metallkern und/oder eine Graphitschicht aufweisen, um die Wärme der darauf angeordneten Leuchtdiode bzw. Leuchtdioden besser abzuleiten. Vorzugsweise ist der Träger oder die Leiterplatte unmittelbar mit der Wanne der Leuchte in Kontakt oder bildet zumindest einen Teil der Wanne, wobei auch die Wanne zur Wärmeableitung dient. For example, the multilayered printed circuit board can be ¬ builds his and a metal core and / or a graphite layer having, in order to better dissipate the heat of the light-emitting diode mounted thereon or light emitting diodes. Preferably, the carrier or the circuit board is directly in contact with the trough of the lamp or at least forms part of the trough, wherein the trough also serves for heat dissipation.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die einer Leuchtdiode zugeordnete Strahleinstrittsfläche und die derselben Leuchtdiode zugeordnete Strahlaustrittsfläche des optischen Elements einen konstanten Abstand zueinander auf. Die beiden Flächen können sich in jeweils einer Ebene erstrecken, die parallel zueinander angeordnet sind. Alternativ ist es auch möglich, dass die beiden Flächen gekrümmt ausgeführt sind und denselben Krümmungsmittelpunkt aufwei¬ sen. Insbesondere können die beiden Flächen auch konzentrisch zueinander angeordnet sein. In a preferred embodiment, the beam entry surface associated with a light emitting diode and the beam exit surface of the optical element associated with the same light emitting diode are at a constant distance from each other. The two surfaces can each extend in a plane which are arranged parallel to each other. Alternatively, it is also possible that the two surfaces are curved and the same center of curvature aufwei ¬ sen. In particular, the two surfaces can also be arranged concentrically with one another.
Die Strahlaustrittsfläche kann bei einer Ausführungs¬ form der Leuchte als ebene Fläche ausgeführt sein. Durch diese Variante lässt sich beispielsweise ein Lambertsche Strahlungscharakteristik erreichen. Es ist auch möglich, die Strahlungscharakteristik der Leuchte durch eine Krümmung der Strahlaustrittsfläche gezielt einzustellen. Der die Strahlaustrittsfläche aufweisende Teil des optischen Elements bildet dabei sozusagen eine Linse. The beam exit surface can be designed as a flat surface in an embodiment ¬ form the lamp. By this variant, for example, a Lambertian Achieve radiation characteristics. It is also possible to set the radiation characteristic of the luminaire in a targeted manner by means of a curvature of the beam exit surface. The part of the optical element having the beam exit surface forms a lens, as it were.
Um die Druckfestigkeit der Leuchte zu erhöhen, kann zwischen dem Gusskörper und der Wanne zusätzlich zu der Stoffschlüssigen Verbindung auch eine formschlüssige Verbindung hergestellt sein. Hierzu können zumindest in einer der Seitenwände der Wanne an deren Innenseite ein Vorsprung und/oder eine Ausnehmung vorhanden sein. Der gießfähige Werkstoff des Gusskörpers fließt um den Vorsprung herum bzw. in die Ausnehmung hinein, so dass nach dem Aushärten des eingegossenen Werkstoffes des Gusskörpers auch ein Formschluss zwischen dem Gusskörper und der Wanne erreicht ist. Zur Verbesserung dieses Formschlusses können Vorsprünge und/oder Ausnehmungen an mehreren und vorzugsweise gegenüberliegenden Seitenwänden der Wanne vorgesehen sein. In order to increase the pressure resistance of the lamp, in addition to the cohesive connection, a positive connection can also be made between the cast body and the tub. For this purpose, at least in one of the side walls of the tub on the inside of a projection and / or a recess may be present. The castable material of the cast body flows around the projection or into the recess, so that after hardening of the cast-in material of the cast body, a positive connection between the cast body and the pan is achieved. To improve this positive connection projections and / or recesses may be provided on a plurality of and preferably opposite side walls of the tub.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patenansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Er¬ findung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen: Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent patent claims and the description. The description is limited to essential features of the invention. The drawing is to be used as a supplement. Embodiments of the invention ¬ He explains in the accompanying drawings in detail. Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit meh¬ reren Leuchtdioden in einem perspektivischen Längsschnitt, 1 shows an embodiment of a luminaire with meh ¬ reren LEDs in a longitudinal perspective view,
Figur 2 das Ausführungsbeispiel der Leuchte nach Figur 1 in einem Querschnitt, FIG. 2 shows the embodiment of the luminaire according to FIG. 1 in a cross section,
Figur 3 das Ausführungsbeispiel der Leuchte gemäß der Figuren 1 und 2 in einer Explosionsdarstellung im Längsschnitt, Figure 3 shows the embodiment of the lamp according to the Figures 1 and 2 in an exploded view in longitudinal section,
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leuchte in perspektivischer Darstellung, 4 shows a further embodiment of the luminaire in perspective view,
Figur 5 das Ausführungsbeispiel der Leuchte nach Figur 4 in einem Längsschnitt, FIG. 5 shows the embodiment of the luminaire according to FIG. 4 in a longitudinal section,
Figur 6 eines der optischen Elemente der Leuchte gemäß der Figuren 4 und 5 in perspektivischer Darstellung, FIG. 6 is a perspective view of one of the optical elements of the luminaire according to FIGS. 4 and 5;
Figur 7 eine schematische, geschnittene Teildarstel¬ lung des Ausführungsbeispiels der Leuchte gemäß der Figuren 4 und 5 im Bereich einer der Leuchtdioden, FIG. 7 shows a schematic, sectioned partial representation of the exemplary embodiment of the luminaire according to FIGS. 4 and 5 in the region of one of the light-emitting diodes;
Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leuchte in perspektivischer Darstellung, 8 shows a further embodiment of the luminaire in a perspective view,
Figur 9 die Leuchte nach Figur 8 in einem Querschnitt, FIG. 9 shows the luminaire according to FIG. 8 in a cross section,
Figur 10 eines der optischen Elemente des Ausführungs¬ beispiels der Leuchte gemäß der Figuren 8 und 9, 10 shows one of the optical elements of the execution ¬ example of the lamp according to the Figures 8 and 9,
Figur 11 eine geschnittene Teildarstellung der Leuchte gemäß der Figuren 8 und 9 im Bereich einer der Leuchtdioden, FIG. 11 is a partial sectional view of the luminaire according to FIGS. 8 and 9 in the region of one of the light-emitting diodes;
Figur 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leuch¬ te in perspektivischer Darstellung, 12 shows a further embodiment of a luminaire ¬ te in perspective view,
Figur 13 eines der optischen Elemente des Ausführungs¬ beispiels der Leuchte nach Figur 12, 13 shows one of the optical elements of the execution ¬ example of the lamp of Figure 12,
Figur 14 eine geschnittene Teildarstellung des Ausfüh- rungsbeispiels der Leuchte nach Figur 12 im Bereich eines der optischen Elemente der Leuchte und FIG. 14 is a partial sectional view of the embodiment of FIG. Example of the lamp according to Figure 12 in the range of one of the optical elements of the lamp and
Figur 15 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wanne für eines der Aus¬ führungsbeispiele der Leuchte. Figure 15 is a schematic perspective view of an embodiment of a trough for one of ¬ exemplary embodiments of the lamp.
In den Figuren 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbei¬ spiel einer explosionsgeschützten Leuchte 20 veranschaulicht. Die Leuchte 20 weist eine zu einer Abstrahlseite 21 hin offene Wanne 22 auf. Die Wanne 22 ist vorzugsweise ein¬ stückig ohne Naht- und Fügestellen aus einem einheitlichen Material hergestellt. Beim Ausführungsbeispiel besteht die Wanne aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium. Die Form und Kontur der Wanne ist prinzipiell beliebig wählbar. Bei den hier dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen weist die Wanne 22 in Draufsicht auf die Abstrahlseite 21 eine rechteckige Gestalt auf. In Figures 1 to 3 show a first Ausführungsbei ¬ play an explosion-proof lighting fitting 20 is illustrated. The luminaire 20 has a well 22 which is open towards a radiation side 21. The tub 22 is preferably a ¬ prepared lumps without seams and joints of a uniform material. In the exemplary embodiment, the trough is made of a metal, in particular of aluminum. The shape and contour of the tub is basically arbitrary. In the preferred embodiments shown here, the trough 22 in plan view of the emission side 21 has a rectangular shape.
Die Wanne 22 weist zwei sich gegenüberliegende Längs¬ seitenwände 23 sowie zwei die beiden Längsseitenwände 23 verbindende Querseitenwände 24 auf. Auf der der Abstrahl¬ seite 21 gegenüberliegenden Seite ist die Wanne 22 durch einen Boden 25 geschlossen. Der Boden 25 und die vier Seitenwände 23, 24 begrenzen einen Innenraum 26 zur Aufnahme von Leuchtmitteln und eventuell anderen elektrischen oder elektronischen Bauelementen. The trough 22 has two opposite longitudinal side walls 23 and two ¬ the two longitudinal side walls 23 connecting transverse side walls 24th On the side of the radiating ¬ 21 opposite side of the trough 22 is closed by a bottom 25th The bottom 25 and the four side walls 23, 24 define an interior space 26 for receiving bulbs and possibly other electrical or electronic components.
Die explosionsgeschützte Leuchte 20 weist als Leucht¬ mittel wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Leuchtdio¬ den (LEDs) 30 auf. Bei den Leuchtdioden 30 handelt es sich um an sich bekannte Leuchtdiodentypen. Sie weisen einen Leuchtdiodenchip 31 auf, der beim ersten Ausführungsbeispiel auf einem Chipträger 32 angeordnet ist. Der Leuchtdi¬ odenchip 31 ist durch einen für die abgestrahlte Lichtwel¬ lenlänge transparenten Leuchtdiodenkörper 33 in Abstrahlrichtung abgedeckt. Der Leuchtdiodenkörper 33 hat beim ersten Ausführungsbeispiel die Form einer Halbkugel. The explosion-protected luminaire 20 has as a luminous medium ¬ at least one and preferably a plurality of Leuchtdio ¬ (LEDs) 30th In the light-emitting diodes 30 are known light-emitting diode types. They have a light-emitting diode chip 31, which is arranged on a chip carrier 32 in the first exemplary embodiment. The Leuchtdi ¬ odenchip 31 is covered by a material transparent to the radiated Lichtwel ¬ lenlänge light emitting body 33 in the radiation direction. The light emitting diode body 33 has the shape of a hemisphere in the first embodiment.
Die Leuchtdioden 30 der Leuchte 20 sind auf einem Trä¬ ger angeordnet, der beim Ausführungsbeispiel von einer Lei¬ terplatte 34 gebildet ist. Auf der Leiterplatte 34 können auch weitere elektrische oder elektronische Bauteile ange¬ ordnet sein, wie beispielsweise eine Temperaturüberwa¬ chungseinrichtung. Über Leiterbahnen der Leiterplatte 34 sind die elektrischen Anschlüsse der Leuchtdioden 30 mit einer elektrischen Anschlussleitung 35 verbunden. Die The LEDs 30 of the lamp 20 are arranged on a Trä ¬ ger, which is formed in the embodiment of a Lei ¬ terplatte 34. On the circuit board 34 can and further electrical or electronic components is arranged ¬ be, such as a Temperaturüberwa ¬ monitoring device. About conductor tracks of the printed circuit board 34, the electrical connections of the LEDs 30 are connected to an electrical connection line 35. The
Leuchtdioden 30 können parallel oder in Reihe zueinander mit den beiden Adern der Anschlussleitung 35 verbunden sein. Vorzugsweise sind alle Leuchtdioden 30 der Leuchte 20 auf einer einzigen gemeinsamen Leiterplatte 34 angeordnet. Die Leuchtdioden 30 sind auf die Oberseite der Leiterplatte 34 aufgelötet. Sie können als sogenannte SMD-Bauelemente ausgeführt sein. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Leuchte 20 sind die Leuchtdioden 30 entlang einer Geraden mit Abstand zueinander auf der Leiterplatte 34 angeordnet. Light emitting diodes 30 may be connected in parallel or in series with each other with the two wires of the connecting line 35. Preferably, all light emitting diodes 30 of the luminaire 20 are arranged on a single common printed circuit board 34. The LEDs 30 are soldered to the top of the circuit board 34. They can be designed as so-called SMD components. In the first exemplary embodiment of the luminaire 20, the light-emitting diodes 30 are arranged along a straight line at a distance from one another on the printed circuit board 34.
Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr der Leuchte 20 kann die Leiterplatte 34 mehrlagig ausgeführt sein. Eine Lage der Leiterplatte 34 kann als Metall- und/oder eine Graphit¬ schicht ausgeführt sein, so dass die Wärme in der Erstre- ckungsebene der Leiterplatte 34 besser und gleichmäßiger verteilt wird. Die Leiterplatte 34 liegt beim Ausführungs¬ beispiel unmittelbar auf dem Boden der Wanne 22 auf. Die Leuchtdioden 30 sind vollständig innerhalb des Innenraums 26 der Wanne 22 angeordnet. Die Anschlussleitung 25 ist aus dem Innenraum 26 der Wanne 22 herausgeführt, vorzugsweise an einer der Querseitenwände 24. Hierfür kann an der betreffenden Querseitenwand 24 ein Abschnitt der Seitenwand- innenkante 36 mit einer Einkerbung oder eine Fase 37 verse¬ hen sein, so dass die Anschlussleitung 35 nicht durch die Seitenwandinnenkante 36 geknickt oder beschädigt werden kann . To improve the heat dissipation of the lamp 20, the circuit board 34 may be designed in multiple layers. One layer of the printed circuit board 34 may be embodied as metal and / or a graphite ¬ layer so that the heat in the Erstre- ckungsebene the circuit board is better and more evenly distributed 34th The circuit board 34 is in the execution ¬ example directly on the bottom of the trough 22. The light-emitting diodes 30 are arranged completely within the interior 26 of the trough 22. The connection cable 25 is led out of the interior 26 of the tub 22, preferably 24 to one of the transverse side walls for this purpose can be connected to the respective transverse side wall 24, a portion of the side wall inner edge 36 with a notch or a chamfer 37 may be verse ¬ hen, so that the connecting cable 35 can not be kinked or damaged by the side wall inner edge 36.
Bei einer abgewandelten Ausgestaltung der Wanne 22 der explosionsgeschützten Leuchte 20 kann die Leiterplatte 34 den Boden 25 und/oder wenigstens eine Seitenwand 23, 24 der Wanne bilden. In a modified embodiment of the trough 22 of the explosion-proof lamp 20, the circuit board 34, the bottom 25 and / or at least one side wall 23, 24 of the Forming pan.
In Figur 15 ist beispielhaft eine Leiterplatte 34 ver¬ anschaulicht, die einen Leiterplattenkern 34a aufweist. Der Leiterplattenkern 34a ist aus Metall, vorzugsweise aus Alu¬ minium hergestellt. Er weist einen ersten Abschnitt 38 auf, der den Boden 25 der Wanne 22 bildet. An den ersten Abschnitt 38 schließen sich auf gegenüberliegenden Seiten zwei abgewinkelte zweite Abschnitte 39 an, die jeweils eine Seitenwand und beispielsgemäß jeweils eine Längsseitenwand 23 bilden. In Figure 15 is an example of a printed circuit board 34 ver ¬ anschaulicht having a printed circuit board core 34a. The printed circuit board core 34a is made of metal, preferably made of aluminum ¬ minium. It has a first section 38, which forms the bottom 25 of the trough 22. At the first section 38 close on opposite sides of two angled second sections 39, each forming a side wall and, for example, each a longitudinal side wall 23.
Auf den ersten Abschnitt 38 des Leiterplattenkerns 34a sind weitere Lagen der mehrlagigen Leiterplatte 34 aufge¬ bracht. Beim Ausführungsbeispiel schließt sich unmittelbar an den Leiterplattenkern 34a eine Isolationslage 34b und darauf ein Leiterbildlage 34c mit Kupferbahnen 34d an, der wiederum von einem Isolierlack 34e zumindest an den Stellen abgedeckt ist, an denen keine Bauteile oder Leuchtdioden 30 auf die Kupferbahnen aufgelötet werden. On the first portion 38 of the circuit board core 34a more layers of the multilayer printed circuit board 34 are introduced ¬ . In the exemplary embodiment, immediately adjacent to the printed circuit board core 34a, an insulating layer 34b and thereon a conductive image layer 34c with copper traces 34d, which in turn is covered by an insulating varnish 34e at least at the locations where no components or light emitting diodes 30 are soldered onto the copper tracks.
In Abwandlung zu Figur 15 könnte die Leiterplatte 34 auch den Boden 25 der Wanne 22 bilden und mit Seitenwan- delementen oder einem geschlossenen Rahmen zur Bildung der Wanne 22 verbunden sein. In a modification to FIG. 15, the printed circuit board 34 could also form the bottom 25 of the trough 22 and be connected to side walls or a closed frame to form the trough 22.
Jeder Leuchtdiode 30 ist ein optisches Element 40 zu¬ geordnet. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fi¬ guren 1 bis 3 ist für jede Leuchtdiode 30 ein separates op¬ tisches Element 40 vorgesehen. Die optischen Elemente 40 weisen jeweils einen Aufnahmeraum 41 auf, der zur Aufnahme der zugeordneten Leuchtdiode 30 dient. Der Aufnahmeraum 41 ist zu einer Unterseite 42 des optischen Elements 40 hin offen und im Übrigen durch das optische Element 40 voll¬ ständig begrenzt. Die Unterseite 42 ist der Leiterplatte 34 zugeordnet. Die Unterseite 42 dient zum Befestigen des op¬ tischen Elements 40 auf der Leiterplatte. Vorzugsweise wird eine Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem optischen Element 40 und der Leiterplatte 34 ringsumlaufend um die zuge¬ ordnete Leuchtdiode 30 hergestellt. Beim Ausführungsbei¬ spiel wird hierfür eine ringförmig geschlossene Klebefolie 34 verwendet, die die Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem optischen Element 40 und der Leiterplatte 34 herstellt. Über diese Stoffschlüssige Verbindung ist der Aufnahmeraum 41 gegenüber dem Innenraum 26 der Wanne 22 abgedichtet. Each LED 30 is an optical element 40 to ¬ ordered. In the first embodiment according to the fi gures 1 to 3 ¬ a separate op ¬ table member 40 is provided for each light-emitting diode 30th The optical elements 40 each have a receiving space 41 which serves to receive the associated light-emitting diode 30. The receiving space 41 is open to a bottom 42 of the optical element 40 side and fully ¬ constantly limited by the way through the optical element 40th The bottom 42 is the circuit board 34th assigned. The bottom 42 serves to attach the op ¬ table element 40 on the circuit board. Preferably, a material connection between the optical element 40 and the circuit board 34 is prepared ringsumlaufend to the supplied light-emitting diode arranged ¬ 30th When Ausführungsbei ¬ game an annular closed adhesive film 34 is used for this purpose, which produces the cohesive connection between the optical element 40 and the circuit board 34. About this cohesive connection of the receiving space 41 relative to the interior 26 of the tub 22 is sealed.
Die Kontur des Aufnahmeraums 41 ist an die äußere Form der Leuchtdiode 30 angepasst. Beim ersten Ausführungsbei¬ spiel der Leuchte 20 weist der Aufnahmeraum 41 im Bereich der optischen Achse A der Leuchtdiode 30 daher die Form einer Halbkugel oder Kugelkalotte auf. An diesem Abschnitt ist eine kugelkalottenförmige, konkave Strahleintrittsflä¬ che 44 des optischen Elements 40 gebildet, die an den Auf¬ nahmeraum 41 angrenzt. Zwischen der Leuchtdiode 30 und ins¬ besondere dem Leuchtdiodenkörper 33 und der Strahleintrittsfläche 44 ist ein Spalt 45 vorhanden. Die Leuchtdiode 30 liegt somit nicht unmittelbar an der Strahleintrittsflä¬ che 44 des optischen Elements 40 an. Der Spalt 45 weist beispielsgemäß eine konstante Dicke auf, so dass der Ab¬ stand der Strahleintrittsfläche 44 von der Leuchtdiode 30 bzw. dem Leuchtdiodenkörper 33 konstant ist. Im Spalt 45 des Aufnahmeraums kann ein gasförmiges und/oder flüssiges und/oder gelartiges und/oder festes Füllmedium vorhanden sein, beispielsweise Luft. The contour of the receiving space 41 is adapted to the outer shape of the light-emitting diode 30. In the first Ausführungsbei ¬ play of the lamp 20 41, therefore, the receiving space in the optical axis A of the light emitting diode 30, the shape of a hemisphere or spherical cap on. On this section, a spherical segment, concave Strahleintrittsflä ¬ surface 44 of the optical element 40 is formed, adjacent to the receiving space on ¬ 41st Between the light emitting diode 30 and in ¬ particular the LED array 33 and the beam entrance surface 44, a gap 45 is present. The light-emitting diode 30 thus does not lie directly against the beam entrance surface 44 of the optical element 40. The gap 45 has, for example, a constant thickness, so that the distance of the beam entry surface 44 from the light-emitting diode 30 or the light-emitting diode body 33 is constant. In the gap 45 of the receiving space, a gaseous and / or liquid and / or gelatinous and / or solid filling medium may be present, for example air.
Am optischen Element 40 ist außerdem eine Strahlaus¬ trittsfläche 46 vorgesehen, die auf der der Unterseite 42 entgegengesetzten Oberseite des optischen Elements 40 vorhanden ist und sich auf der Abstrahlseite 21 der Leuchte 20 befindet. Die Strahlaustrittsfläche 46 weist vorzugsweise einen konstanten Abstand zur Strahleintrittsfläche 44 auf. Beim Ausführungsbeispiel ist auch die Strahlaustrittsfläche 46 kugelkalottenförmig ausgeführt. Die Strahleintrittsflä¬ che 44 und die Strahlaustrittsfläche 46 haben einen gemein¬ samen Krümmungsmittelpunkt und sind konzentrisch zueinander angeordnet. Die Strahlaustrittsfläche 46 befindet sich au¬ ßerhalb des durch die Wanne 22 begrenzten Innenraums 26. On the optical element 40 also has a Strahlaus ¬ tread surface 46 is provided which is provided on the underside 42 opposite top of the optical element 40 and is located on the emission side 21 of the lamp 20. The beam exit surface 46 preferably has a constant distance to the beam entry surface 44. In the embodiment, the beam exit surface 46 is designed spherical cap. The Strahleintrittsflä ¬ surface 44 and the beam exit surface 46 have a common center of curvature ¬ seeds and are arranged concentrically to each other. The beam exit surface 46 is located au ¬ ßerhalb delimited by the trough 22 interior 26th
Die Strahleintrittsfläche 44 und die Strahlaustritts¬ fläche 46 sind an einem Zentralbereich 47 des optischen Elements 40 angeordnet, der eine halbkugelförmige oder ku¬ gelkalottenförmige Außenkontur aufweist. Um den Zentralbe¬ reich 47 herum ist ein Ringflansch 48 vorhanden, der sich entlang einer Radialebene durch den Mittelpunkt des kugel¬ kalottenförmigen Zentralbereichs 47 erstreckt. Die dem Bo¬ den 25 der Wanne 22 zugewandte Seite des Ringsflansches 48 bildet einen Teil der Unterseite 42 des optischen Elements 40. The beam entrance surface 44 and the beam exit ¬ surface 46 are disposed at a central region 47 of the optical element 40 having a semi-spherical or ku ¬ gelkalottenförmige outer contour. To the Zentralbe ¬ reaching around 47 is present an annular flange 48, which extends along a radial plane through the center of the spherical dome-shaped central region ¬ 47th The Bo ¬ the 25 of the tub 22 facing side of the annular flange 48 forms part of the bottom 42 of the optical element 40th
Die Leuchte 20 kann in der Explosionsschutzart „druck¬ feste Kapselung" (Ex-d) oder „Vergusskapselung" (Ex-m) ausgeführt sein. Hierzu werden die Leuchtdioden 30 und/oder die gegebenenfalls auf der Leiterplatte 34 vorhandenen wei¬ teren elektrischen oder elektronischen Bauelemente mit Hilfe eines Gusskörpers 49 hermetisch gegen die Umgebung der Leuchte 20 eingeschlossen. Zu diesem Zweck wird ein aushärtender, gießfähiger Werkstoff in den Innenraum 26 der Wanne 22 um die Leiterplatte 34 und um den unteren Abschnitt der optischen Elemente 40 eingefüllt und ausgehärtet. Dabei um¬ schließt der gießfähige Werkstoff den Bereich der optischen Elemente 40 vollständig, der innerhalb des Innenraums 26 der Wanne 22 angeordnet ist. Die Höhe H des Gusskörpers 49 entspricht im Wesentlichen der Höhe des Innenraums 26, der durch den Abstand der Oberseite des Bodens 25 von der Ober¬ kante der vier Seitenwände 23, 24 (Figur 2) vorgegeben ist. Der gießfähige Werkstoff für den Gusskörper 49 wird vor¬ zugsweise bis zur oberen Kannte der Seitenwände 23, 24 in den Innenraum 26 der Wanne 22 eingefüllt, wie dies in Figur 1 veranschaulicht ist. The luminaire 20 can be designed in the explosion protection type "pressure- resistant encapsulation" (Ex-d) or "encapsulation encapsulation" (Ex-m). For this purpose, the light-emitting diodes 30 and / or the optionally present on the printed circuit board 34 wei ¬ direct electrical or electronic components by means of a cast body 49 hermetically sealed against the environment of the lamp 20. For this purpose, a thermosetting, pourable material in the interior 26 of the tub 22 is filled around the circuit board 34 and around the lower portion of the optical elements 40 and cured. Here, the pourable material to ¬ completely closes the portion of the optical elements 40 disposed within the interior space 26 of the trough 22nd The height H of the cast body 49 corresponds substantially to the height of the interior space 26 which is defined by the distance between the top of the bottom 25 of the upper ¬ edge of the four side walls 23, 24 (Figure 2). The pourable material for the molded body 49 is filled before ¬ preferably up to the upper Knew of the side walls 23, 24 into the interior 26 of the tub 22, as is illustrated in FIG. 1
Die Strahlaustrittsfläche 46 ist beispielsgemäß außer¬ halb des Innenraums 26 der Wanne 22 angeordnet und bleibt daher frei und ist nicht durch den Gusskörper 49 abgedeckt. Der Werkstoff des Gusskörpers 49 muss daher für das von der Leuchtdiode 30 abgestrahlte Licht nicht zwingend durchläs¬ sig sein. Als gießfähiger Werkstoff für den Gusskörper 49 kann ein Gussharz verwendet werden, wie etwas Silikonharz, Polyurethanharz oder Epoxydharz. The beam exit surface 46 is, for example arranged according except ¬ half of the inner space 26 of the trough 22 and therefore remains free and is not covered by the cast body 49th Therefore, the material of the cast body 49 need not necessarily be durchläs ¬ sig for the light emitted by the light emitting diode 30 light. As a castable material for the cast body 49, a cast resin can be used, such as some silicone resin, polyurethane resin or epoxy resin.
Der Gusskörper 49 verbindet sich beim Aushärten stoffschlüssig mit den im Innenraum 26 der Wanne 22 angeordneten Bauteilen und an diesen Innenraum 26 angrenzenden Flächen, insbesondere mit der Wanne 22, den unteren Abschnitten der optischen Elemente 40 sowie der Leiterplatte 34. Er füllt den Innenraum 26 der Wanne 22 vorzugsweise vollständig aus, so dass dort keine oder lediglich geringe Gas- oder Luf¬ teinschlüsse verbleiben. Der gießfähige Werkstoff des Guss¬ körpers 49 dringt nicht in den Aufnahmeraum 41 des opti¬ schen Elements 40 ein, da dieses stoffschlüssig und gegen das Eindringen der flüssigen Gießmasse dicht mit der Leiterplatte 34 verbunden ist. The cast body 49 combines during curing cohesively with the arranged in the interior 26 of the trough 22 components and adjacent to this interior 26 surfaces, in particular with the trough 22, the lower portions of the optical elements 40 and the circuit board 34. He fills the interior 26 of Trough 22 preferably completely off, so that there remain no or only small gas or air ¬ teinschlüsse. The pourable material of the cast ¬ body 49 does not penetrate into the receiving space 41 of the optical element ¬ rule 40 as this is cohesively connected and sealed against the penetration of the liquid casting material to the circuit board 34th
Um die Verbindung zwischen dem Gusskörper 49 und der Wanne 22 zu verbessern, kann auf der an den Innenraum 26 der Wanne 22 angrenzenden Fläche von einer oder mehreren Seitenwänden 23, 24 ein Vorsprung und/oder eine Vertiefung 50 vorhanden sein. Nach dem Aushärten des gießfähigen Werkstoffs wird dadurch zusätzlich eine formschlüssige Verbin¬ dung zwischen dem Gusskörper 49 und der Wanne 22 erreicht. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist in den beiden Längsseitenwänden 23 jeweils eine nutähnliche Vertiefung 50 vorgesehen, in die die noch nicht ausgehärtete Vergussmasse beim Einfüllen in die Wanne 22 eindringt, so dass der Gusskörper 49 dort in die Vertiefungen 50 eingreifende Vorsprünge 51 ausbildet. Die Druckfestigkeit der Leuchte 20 wird dadurch weiter verbessert. In order to improve the connection between the cast body 49 and the trough 22, a projection and / or a depression 50 may be provided on the surface of one or more side walls 23, 24 adjoining the interior 26 of the trough 22. After hardening of the moldable material by a form-fitting connection between Verbin ¬ the casting body 49 and the tub 22 is achieved in addition. In the embodiment shown here is in the Both longitudinal side walls 23 each have a groove-like recess 50 into which the not yet cured potting compound penetrates during filling into the trough 22, so that the cast body 49 there formed in the recesses 50 protruding projections 51. The compressive strength of the luminaire 20 is thereby further improved.
Um eine ausreichende Druckfestigkeit der Leuchte 20 zu gewährleisten, muss die Höhe H des Gusskörpers, die bei¬ spielsgemäß der Höhe H des Innenraums der Wanne 22 ent¬ spricht, eine Mindesthöhe aufweisen. Der Öffnungswinkel des Lichtabstrahlbereichs der Leuchtdioden 30 kann sehr groß sein und beispielsweise bis zu 150° betragen, so dass die Randstrahlen mit der optischen Achse A der Leuchtdiode 30 einen Winkel von 75° einschließen. Abhängig von der Höhe H des Gusskörpers 49 könnten an der Strahleintrittsfläche 44 in das optische Element 40 eintretende Lichtstrahlen auf die Grenzfläche zwischen dem optischen Element 40 und dem Gusskörper 49 auftreffen und die Effizienz der Leuchte 20 senken. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist daher benachbart zur Strahleintrittsfläche 44 eine Strahlleitfläche 55 vorhanden. Die Strahlleitfläche 55 ist ringförmig geschlos¬ sen um die optische Achse A der Leuchtdiode 30 am optischen Element 40 angeordnet. Sie verläuft schräg zur optischen Achse A und hat beim ersten Ausführungsbeispiel der Leuchte 20 die Form einer Mantelfläche eines Kreiskegelstumpfes. In order to ensure sufficient pressure resistance of the lamp 20, the height H of the casting must talking at ¬ game in accordance with the height H of the interior of the tub 22 ent ¬, have a minimum height. The opening angle of the Lichtabstrahlbereichs the light-emitting diodes 30 may be very large and, for example, be up to 150 °, so that the marginal rays with the optical axis A of the LED 30 include an angle of 75 °. Depending on the height H of the cast body 49, light rays entering the optical element 40 at the beam entry surface 44 could impinge on the interface between the optical element 40 and the cast body 49 and reduce the efficiency of the luminaire 20. In the first embodiment, therefore, a beam guide surface 55 is present adjacent to the beam entry surface 44. The Strahlleitfläche 55 is disposed annularly CLOSED ¬ sen about the optical axis A of the light emitting diode 30 on the optical element 40th It extends obliquely to the optical axis A and has the shape of a lateral surface of a circular truncated cone in the first embodiment of the lamp 20.
Die Strahlleitfläche 55 grenzt an eine beispielsgemäß mit Luft gefüllte Kammer 56 des optischen Elements 40 an. Die Kammer 56 ist am Ausführungsbeispiel im Anschluss an die Unterseite 42 des optischen Elements 40 mit dem Aufnah¬ meraum 41 für die Leuchtdiode 30 verbunden. Die Kammer 56 ist zur Unterseite 42 hin offen. Die Kammer ist vorzugswei¬ se mit demselben Füllmedium gefüllt wie der Spalt 45 des Aufnahmeraums 41. In der Kammer 56 und/oder im Aufnahmeraum 41 kann auch ein Vakuum herrschen. The beam guide surface 55 adjoins an example filled with air chamber 56 of the optical element 40. The chamber 56 is connected at the embodiment in connection to the underside 42 of the optical element 40 with the Recordin ¬ meraum 41 for the light-emitting diode 30th The chamber 56 is open to the bottom 42. The chamber is vorzugswei ¬ se filled with the same filling medium as the gap 45 of the receiving space 41. In the chamber 56 and / or in the receiving space 41 can also be a vacuum.
Aufgrund der Grenzschicht zwischen dem Material des optischen Elements 40 und der Luft in der Kammer 56 findet an der Strahlleitfläche 55 eine Totalreflexion der Licht¬ strahlen statt, die über die Strahleintrittsfläche 44 in das optische Element 40 eintreten und auf die Strahlleit¬ fläche 55 auftreffen. Die Strahlleitfläche 55 ist so ange¬ ordnet, dass alle an der Strahleintrittsfläche 44 in das optische Element 40 eintretenden Lichtstrahlen, die nicht direkt geradlinig auf die Strahlaustrittsfläche 46 gerich¬ tet sind, auf die Strahlleitfläche 55 auftreffen und dort ohne Brechung reflektiert und zur Strahlaustrittsfläche 46 abgelenkt werden. Über die Strahlleitfläche 55 wird somit sichergestellt, dass alle in das optische Element 40 ein¬ tretenden Lichtstrahlen an der Strahlaustrittsfläche 46 austreten und die Lichtleistung nicht durch Brechung und/oder Reflexionen an der Grenzschicht zwischen dem optischen Element 40 und dem Gusskörper 49 gemindert wird. Das optische Element 40 und insbesondere die Strahlleitfläche 55 ist vorzugsweise unbeschichtet. Due to the boundary layer between the material of the optical element 40 and the air in the chamber 56 takes place at the Strahlleitfläche 55, a total reflection of the light ¬ rays instead of entering through the beam entrance surface 44 in the optical element 40 and impinging on the Strahlleit ¬ surface 55th The Strahlleitfläche 55 is attached ¬ arranged that all occurring at the beam entrance surface 44 in the optical element 40 light rays that are not directly linearly court ¬ tet on the beam exit surface 46, incident on the Strahlleitfläche 55 and reflected there without refraction and beam exit surface 46 to get distracted. Via the beam guide surface 55 it is thus ensured that all light rays entering the optical element 40 exit at the beam exit surface 46 and the light output is not reduced by refraction and / or reflections at the boundary layer between the optical element 40 and the cast body 49. The optical element 40 and in particular the beam guide surface 55 is preferably uncoated.
Es ist daher nicht notwendig, ein für das von der Leuchtdiode abgestrahltes Licht transparentes Material für den Gusskörper 49 zu verwenden. Das Licht tritt ausschlie߬ lich an der Strahlaustrittsfläche 46 am optischen Element 40 aus, die nicht vom Gusskörper 49 abgedeckt ist. Der beim Ausführungsbeispiel gebildete kreisförmige Rand 57 zwischen dem Gusskörper 49 und dem optischen Element 40 kann unmittelbar an die Strahlaustrittsfläche 46 anschließen. Der Rand 57 gibt die maximale Größe der Strahlaustrittsfläche 46 vor. It is therefore not necessary to use a material transparent to the light emitted by the light emitting diode for the cast body 49. The light passes exclu ¬ Lich off at the beam exit surface 46 at the optical element 40, which is not covered by the cast body 49th The circular edge 57 formed in the embodiment between the cast body 49 and the optical element 40 can connect directly to the beam exit surface 46. The edge 57 predetermines the maximum size of the beam exit surface 46.
In den Figuren 4 bis 7 ist ein zweites Ausführungsbei¬ spiel einer Leuchte 20 dargestellt. Die Leuchtdioden 30 sind beim zweiten Ausführungsbeispiel matrixähnlich in mehreren Reihen und Spalten nebeneinander in der Wanne 22 angeordnet. Jedes optische Element 40 weist mehrere kalotten- förmige Zentralabschnitte 47 auf, die über einen die Unter¬ seite 42 des optischen Elements 40 aufweisenden plattenför- migen Abschnitt 60 miteinander verbunden sind. Jedes opti¬ sche Element 40 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel mehre¬ ren Leuchtdioden 30 zugeordnet und weist eine entsprechende Anzahl von Aufnahmeräumen 41 auf. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind neun Aufnahmeräume 41 für je¬ weils eine Leuchtdiode 30 vorgesehen. Jeder Leuchtdiode 30 bzw. jedem Aufnahmeraum 41 ist ein kalottenförmiger Zentralabschnitt 47 zugeordnet. Wie beim ersten Ausführungsbei¬ spiel ist an diesem kalottenförmigen Zentralabschnitt 47 die Strahlaustrittsfläche 46 vorgesehen. In the figures 4 to 7 a second Ausführungsbei ¬ play a lamp 20 is shown. The light-emitting diodes 30 are arranged in the second embodiment in a matrix-like manner in a plurality of rows and columns next to each other in the trough 22. Each optical element 40 has a plurality of dome-shaped central portions 47, 42 of the optical element 40 having plate-shaped section 60 are connected to each other via a sub ¬ page. Each opti ¬ cal element 40 is assigned in the second embodiment, several light ¬ ren LEDs 30 and has a corresponding number of receiving spaces 41. In the embodiment described herein, nine receiving spaces 41 for each ¬ weils a light emitting diode 30 is provided. Each light-emitting diode 30 or each receiving space 41 is associated with a dome-shaped central portion 47. As in the first Ausführungsbei ¬ game the beam exit surface 46 is provided on this dome-shaped central portion 47.
Ein weiterer Unterschied des zweiten gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Kontur des Aufnahmeraums 41. Beim zweiten Ausführungsbeispiel hat jeder Aufnahmeraum 41 eine quaderförmige Gestalt. Dies ist darauf zurückzufüh¬ ren, dass die Leuchtdioden 30 und insbesondere der Diodenkörper bei diesem Ausführungsbeispiel eine quaderförmige Außenkontur aufweist, an die die Form des Aufnahmeraums 41 angepasst ist. Die Strahleintrittsfläche 44 ist hier als ebene Fläche ausgeführt. Wie beim ersten Ausführungsbei¬ spiel besteht zwischen der Leuchtdiode 30 und der Strah¬ leintrittsfläche 44 ein Spalt 45 mit konstanter Dicke. Die von der Leuchtdiode 30 emittierten Lichtstrahlen werden daher an der Grenzschicht der Luft im Spalt 45 und dem Mate¬ rial des optischen Elements 40 gebrochen. Durch diese Bre¬ chung erfolgt eine Ablenkung der an der Strahleintrittsflä¬ che 44 eintretenden Lichtstrahlen zur optischen Achse A der Leuchtdiode 30 hin. Der Öffnungswinkel zwischen den rand- seitigen Lichtstrahlen wird daher nach dem Eintritt in das optische Element 40 verringert. Der Abstand und die Größe der Strahlaustrittsfläche 46 von der Strahleintrittsfläche 44 ist so gewählt, dass die sich geradlinig durch das opti¬ sche Element 40 ausbreitenden Lichtstrahlen ausschließlich auf die Strahlaustrittsfläche auftreffen und dort ungehin¬ dert austreten können. Another difference of the second compared to the first embodiment is the contour of the receiving space 41. In the second embodiment, each receiving space 41 has a cuboid shape. This is it zurückzufüh ¬ ren that the LEDs 30 and in particular the body diode in this embodiment has a rectangular outer contour, to which the shape of the receiving space is adapted 41st The beam entrance surface 44 is designed here as a flat surface. As in the first Ausführungsbei ¬ play exists between the light emitting diode 30 and the Strah ¬ leintrittsfläche 44, a gap 45 having a constant thickness. The light emitted from the light emitting diode 30 light rays are thus refracted at the boundary layer of air in the gap 45 and the mate rial of the optical element ¬ 40th As a result of this cracking , a deflection of the light beams entering the beam entrance surface 44 takes place toward the optical axis A of the light-emitting diode 30. The opening angle between the edge-side light beams is therefore reduced after entering the optical element 40. The distance and the size the beam exit surface 46 of the beam entrance surface 44 is selected so that the rectilinearly propagating through the optical element 40 cal ¬ light beams impinge solely on the beam exit surface and can exit ungehin ¬ changed there.
Die Strahlaustrittsfläche 46 ist hier wie beim ersten Ausführungsbeispiel gekrümmt ausgeführt. Da sich die Strah¬ leintrittsfläche 44 in einer Ebene erstreckt ist der Ab¬ stand zwischen der Strahleintrittsfläche 44 und der Strahl¬ austrittsfläche 46 nicht konstant. Er ist entlang der opti¬ schen Achse A am größten. Die Strahlaustrittsfläche 46 bzw. der Zentralabschnitt 47 haben dadurch eine Linsenwirkung. Es versteht sich, dass die Krümmung der Strahlaustrittsflä¬ che 46 abhängig von der gewünschten Abstrahlcharakteristik auch andere Krümmungsformen aufweisen kann. The beam exit surface 46 is designed curved here as in the first embodiment. As is Strah ¬ leintrittsfläche extends in a plane 44 of the Ab ¬ was not constant between the beam entrance surface 44 and the beam exit surface ¬ 46th It is along the optical axis A rule ¬ greatest. The beam exit surface 46 and the central portion 47 thereby have a lens effect. It is understood that the curvature of the Strahlaustrittsflä ¬ surface 46 may have other curvature forms depending on the desired emission characteristics.
Wie insbesondere aus Figur 7 zu erkennen ist, kann im Übergangsbereich zwischen dem halbkugelförmigen bzw. kalot- tenförmigen Zentralabschnitt 47 und dem plattenförmigen Teil 60 eines optischen Elements 40 ein zylindrischer und beispielsgemäß kreiszylindrischer Übergangsabschnitt 61 vorgesehen sein, der in Figur 7 gestrichelt eingezeichnet ist . As can be seen in particular from FIG. 7, in the transition region between the hemispherical or calotte-shaped central section 47 and the plate-shaped part 60 of an optical element 40 a cylindrical and, according to the example, circular-cylindrical transition section 61 can be provided, which is shown in dashed lines in FIG.
Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel der Leuchte gemäß der Figuren 4 bis 7 dem zuvor beschriebe¬ nen ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die Beschrei¬ bung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen wird. Otherwise, the second embodiment of the luminaire according to the figures 4 to 7 corresponds to the previously described ¬ nen first embodiment, so that reference is made to the descrip- ¬ tion of the first embodiment.
In den Figuren 8 bis 11 ist ein weiteres, drittes Aus¬ führungsbeispiel der Leuchte 20 veranschaulicht. Dieses dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel, so dass auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird. Der Unterschied zwischen dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Zentralabschnitte 47 eines optischen Elements 40 keine Kalottenform, sondern eine quaderförmige Gestalt auf¬ weisen. An den gemeinsamen plattenförmigen Abschnitt 60 eines optischen Elements 40 schließt sich demnach für jeden Aufnahmeraum 41 bzw. für jede Leuchtdiode 30 jeweils ein quaderförmiger Zentralabschnitt 47 an. Die Strahlaustritts¬ fläche 46 ist nicht gekrümmt, sondern eben. Die Strahlaus¬ trittsflächen 46 eines optischen Elements 40 erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene, die in der Ebene des oberen Randes der Wanne 22 verlaufen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ragen keine Teile des optischen Elements 40 aus dem Innenraum 26 der Wanne 22 heraus (Figuren 8 und 9) . Die Höhe H des Gusskörpers 49 ist so gewählt, dass er bis an die Strahlaustrittsflächen 46 heran reicht und den Innenraum 26 der Wanne 22 vollständig ausfüllt, aber die Strahlaustrittsflächen 46 frei bleiben. FIGS. 8 to 11 illustrate a further, third exemplary embodiment of the luminaire 20. This third embodiment corresponds essentially to the second embodiment, so that reference is made to the above description. The difference between the second and the third embodiment is that the central portions 47 of an optical element 40, no dome shape, but a cuboid shape on ¬ have. Accordingly, a cuboid central section 47 adjoins the common plate-shaped section 60 of an optical element 40 for each receiving space 41 or for each light-emitting diode 30. The beam exit ¬ surface 46 is not curved but planar. The Strahlaus ¬ tread surfaces 46 of an optical element 40 extend in a common plane that can extend in the plane 22 of the upper edge of the tub. In this embodiment, no parts of the optical element 40 protrude out of the interior 26 of the tub 22 (FIGS. 8 and 9). The height H of the cast body 49 is selected so that it reaches down to the beam exit surfaces 46 and completely fills the interior 26 of the trough 22, but the jet exit surfaces 46 remain free.
Sowohl an der Strahleintrittsfläche 44, als auch an der Strahlaustrittsfläche 46 findet jeweils eine Brechung zwischen dem Material des optischen Elements 40 und Luft statt, da zwischen der Leuchtdiode 30 und der Strahlein¬ trittsfläche 44 der Spalt 45 im Aufnahmeraum 41 vorhanden ist. Daher entspricht der Öffnungswinkel der aus der At both the beam entrance surface 44, as well as at the beam exit surface 46, a refraction between the material of the optical element 40 and air takes place in each case, as is present between the light emitting diode 30 and the Strahlein ¬ exit surface 44 of the gap 45 in the receiving space 41st Therefore corresponds to the opening angle of the
Strahlaustrittsfläche 46 austretenden Lichtstrahlen dem Öffnungswinkel, der auf die Strahleintrittsfläche 44 auf¬ treffenden Lichtstrahlen (Figur 11). Beam exit surface 46 exiting light beams the opening angle, on the beam entrance surface 44 on ¬ incident light beams (Figure 11).
Ein viertes Ausführungsbeispiel der Leuchte 20 ist in den Figuren 12 bis 14 veranschaulicht. Im Wesentlichen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungs¬ formen gemäß der Figuren 8 bis 11, so dass auf die vorste¬ hende Beschreibung verwiesen wird. Nachfolgend werden lediglich Unterschiede zum dritten Ausführungsbeispiel erläu¬ tert . Beim vierten Ausführungsbeispiel ist das optische Ele¬ ment 40 mehreren Leuchtdioden 30 zugeordnet. Es weist meh¬ rere Aufnahmeräume 41 auf, die wie beim dritten Ausfüh¬ rungsbeispiel eine quaderförmige Kontur aufweisen. Im Un¬ terschied zum dritten Ausführungsbeispiel sind in einem Aufnahmeraum 41 mehrere Leuchtdioden 30 in einer Reihe nebeneinander liegend angeordnet. In Abwandlung hierzu wäre es auch möglich, die Leuchtdioden 30 in einem Aufnahmeraum 41 matrixähnlich in Reihen und Spalten nebeneinander anzuordnen oder unregelmäßig im Aufnahmeraum 41 zu verteilen. Der Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Leuchtdio¬ den 30 können gleich oder verschieden groß gewählt werden. Jedem Aufnahmeraum ist ein quaderförmiger Zentralabschnitt 47 zugeordnet. An diesem quaderförmigen Zentralabschnitt 47 sind die Strahlaustrittsflächen 46 für die einzelnen A fourth embodiment of the luminaire 20 is illustrated in FIGS. 12 to 14. In essence, this embodiment corresponds to the third execution ¬ forms according to the figures 8 to 11, so that reference is made to the vorste ¬ foregoing description. Subsequently, only differences from the third embodiment, erläu ¬ tert. In the fourth embodiment, the optical ele ment ¬ 40 is associated with multiple light emitting diodes 30th It has meh ¬ eral receiving spaces 41, which have a parallelepiped-shaped contour as in the third exporting ¬ approximately example. Un ¬ terschied to the third embodiment, a plurality of light emitting diodes are arranged side by side in a row 30 in a receiving space 41st In a modification to this, it would also be possible to arrange the light-emitting diodes 30 in a receiving space 41 in a matrix-like manner in rows and columns next to one another or to distribute them irregularly in the receiving space 41. The distances between each two adjacent Leuchtdio ¬ the 30 can be the same or different sizes. Each receiving space is assigned a cuboid central section 47. At this cuboid central portion 47, the beam exit surfaces 46 for the individual
Leuchtdioden 30 vorhanden. Die Strahlaustrittsflächen 46 befinden sich alle in einer gemeinsamen Ebene. Abhängig vom Abstand der Leuchtdioden 30 im Aufnahmeraum 41 können sich die Strahlaustrittsflächen 46 benachbarter Leuchtdioden 30 auch überlappen. Wie in Figur 13 und 14 zu erkennen ist, weist ein optisches Element 40 drei quaderförmige Zentral¬ abschnitte 47 mit jeweils mehreren Strahlaustrittsflächen 46 auf. Jedem dieser quaderförmigen Zentralabschnitte 47 ist ein quaderförmiger Aufnahmeraum 41 angrenzend an die Unterseite 42 zugeordnet. Light-emitting diodes 30 available. The beam exit surfaces 46 are all in a common plane. Depending on the distance of the LEDs 30 in the receiving space 41, the beam exit surfaces 46 of adjacent LEDs 30 may also overlap. As can be seen in Figure 13 and 14, an optical element 40 has three rectangular central ¬ sections 47, each with several beam exit surfaces 46th Each of these cuboid central sections 47 is associated with a cuboid receiving space 41 adjacent to the bottom 42.
In Abwandlung zu den beschriebenen Ausführungsformen kann ein optisches Element 40 auch lediglich einen einzigen Aufnahmeraum 41 für alle Leuchtdioden 30 aufweisen. Kombinationen und Abwandlungen der verschiedenen Ausführungsformen sind möglich. Beispielsweise kann eine Leuchte auch un¬ terschiedliche optische Elemente 40 aufweisen, wie sie vor¬ stehend beschrieben wurden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine explosionsge¬ schützte Leuchte 20 mit mehreren Leuchtdioden 30. In einer Wanne 22 ist eine Leiterplatte 34 angeordnet, auf der die Leuchtdioden 30 elektrisch und mechanisch befestigt sind. Um jede Leuchtdiode 30 ist ein optisches Element 40 auf der Leiterplatte 34 angeordnet. Die Leuchtdiode 30 befindet sich in einem Aufnahmeraum 41 des optischen Elements 40. Das von der Leuchtdiode 30 abgegebene Licht tritt an einer Strahleintrittsfläche 44 angrenzend an den Aufnahmeraum 41 in das optische Element 40 ein und an einer Strahlaus¬ trittsfläche 46 aus. Zwischen der Strahleintrittsfläche 44 und der Leuchtdiode 30 ist ein Spalt 45 vorhanden. Die Lei¬ terplatte 34 und die den Leuchtdioden 30 zugeordneten optischen Elemente 40 sind eingegossen. Ein Gusskörper 49 füllt den Innenraum der Wanne 22 um die Leiterplatte, die opti¬ sche Elemente und gegebenenfalls weitere elektrische und elektronische Bauelemente aus. Die Strahlaustrittsfläche 46 ist durch den Vergusskörper 49 nicht abgedeckt und kann sich außerhalb des Innenraums der Wanne 22 befinden. Die Leuchte 20 ist in der Explosionsschutzart Vergusskapselung oder druckfeste Kapselung ausgeführt. In a modification of the described embodiments, an optical element 40 may also have only a single receiving space 41 for all light-emitting diodes 30. Combinations and modifications of the various embodiments are possible. For example, can have a light and un ¬ terschiedliche optical elements 40, as described before ¬ standing. The present invention relates to a potentially explosive ¬ protected luminaire 20 30 with a plurality of light-emitting diodes in a tub 22, a circuit board 34 is arranged on which the light emitting diodes are electrically and mechanically attached 30th Around each light-emitting diode 30, an optical element 40 is arranged on the printed circuit board 34. The LED 30 is housed in a receiving space 41 of the optical element 40. The light emitted by the light emitting diode 30 light enters at a beam entrance surface 44 adjacent to the receiving space 41 in the optical element 40 and at a Strahlaus ¬ exit surface 46 from. Between the beam entry surface 44 and the light emitting diode 30, a gap 45 is present. The Lei ¬ terplatte 34 and the light-emitting diodes 30 associated optical elements 40 are cast. A cast body 49 fills the interior of the tub 22 around the circuit board, the opti ¬ cal elements and optionally further electrical and electronic components. The beam exit surface 46 is not covered by the potting body 49 and may be located outside the interior of the trough 22. The luminaire 20 is designed in explosion-proof encapsulation or flameproof enclosure.
Bezugs zeichenliste : Reference sign list:
20 Leuchte 20 light
21 Abstrahlseite  21 radiation side
22 Wanne  22 tub
23 Längsseitenwand  23 longitudinal side wall
24 Querseitenwand  24 transverse side wall
25 Boden  25 floor
26 Innenraum  26 interior
30 Leuchtdioden 30 LEDs
31 Leuchtdiodenchip  31 LED chip
32 Chiptäger  32 chip-bearers
33 Leuchtdiodenkörper  33 light-emitting diode body
34 Leiterplatte  34 circuit board
34a Leiterplattenkern  34a PCB core
34b Insolationslage  34b Insolation situation
34c Leiterbildlage  34c conductor image position
34d Kupferbahn  34d copper track
34e Isolationslack  34e insulation varnish
35 Anschlussleitung  35 connecting cable
36 Seitenwandinnenkante  36 sidewall inside edge
37 Fase  37 chamfer
38 erster Abschnitt  38 first section
39 zweiter Abschnitt des Leiterplattenkerns 39 second section of the PCB core
40 optisches Element 40 optical element
41 Aufnahmeraum  41 recording room
42 Unterseite  42 bottom
43 Klebefolie  43 adhesive film
44 Strahleintrittsfläche  44 jet entry surface
45 Spalt  45 gap
46 Strahlaustrittsfläche  46 beam exit surface
47 Zentralbereich  47 central area
48 Ringflansch 49 Gusskörper 48 ring flange 49 castings
50 Vertiefung  50 deepening
51 Vorsprung  51 advantage
55 Strahlleitfläche 55 beam guide surface
56 Kammer  56 chamber
57 Rand 57 edge
60 plattenförmiger Abschnitt60 plate-shaped section
61 Übergangsabschnitt 61 transitional section
A optische Achse A optical axis
H Höhe des Gusskörpers  H height of the casting

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Explosionsgeschützte Leuchte (20), mit wenigstens einer Leuchtdiode (30), die in einer Wanne (22) angeordnet ist, mit einer elektrischen Anschlussleitung (35), die elektrisch mit der wenigstens einen Leuchtdiode (30) verbunden ist, mit einem für das von der Leuchtdiode (30) emittierte Licht durchlässigen optischen Element (40), das eine Unterseite (42) aufweist, die dem Boden (25) der Wanne (22) zugeordnet ist, wobei das optische Element (40) einen zu seiner Unterseite (42) offenen Aufnahmeraum (41) aufweist, in dem die wenigstens eine Leuchtdiode (30) angeordnet ist, wobei zwischen der Leuchtdiode (30) und dem optischen Element (40) ein Spalt (45) vorhanden ist, mit einer aus einem gießfähigen Werkstoff hergestell¬ ten Gusskörper (49), der in der Wanne (22) angeordnet ist, der nur einen Teil des optischen Elements (40) umschließt und der stoffschlüssig Verbindung mit der Wanne (22) und dem optischen Element (40) verbunden ist , wobei das Licht von der wenigstens einen Leuchtdiode (30) an einer an den Aufnahmeraum (41) angrenzenden1. Explosion-proof lamp (20), with at least one light-emitting diode (30) which is arranged in a trough (22), with an electrical connection line (35) which is electrically connected to the at least one light-emitting diode (30), with a for the light transmitting optical element (40) emitted by the light emitting diode (30) having a lower surface (42) associated with the bottom (25) of the well (22), the optical element (40) having an optical surface (40) 42) has an open receiving space (41) in which the at least one light-emitting diode (30) is arranged, wherein a gap (45) is provided between the light-emitting diode (30) and the optical element (40), with one made from a castable material Cast body (49), which is arranged in the trough (22), which encloses only a part of the optical element (40) and which is materially connected to the tub (22) and the optical element (40), wherein the Light from the at least one leu Chtdiode (30) at one of the receiving space (41) adjacent
Strahleintrittsfläche (44) in das optische Element (40) eintritt und an einer Strahlaustrittsfläche (46) des optischen Elements (40) austritt, die an dem von dem Gusskörper (49) frei bleibenden Teil des optischenBeam entrance surface (44) enters the optical element (40) and at a beam exit surface (46) of the optical element (40) emerges, which at the of the cast body (49) remaining part of the optical
Elements (40) vorhanden ist. Elements (40) is present.
2. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Explosionsschutz in der Schutzart druckfeste Kapselung oder Vergusskapse¬ lung ausgeführt ist. 2. Explosion-protected lamp (20) according to claim 1, characterized in that the explosion protection in the degree of protection flameproof enclosure or Vergusskapse ¬ ment is executed.
3. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 1 oder 2, 3. explosion-proof lamp (20) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Leuchtdiode (30) in einem separaten Aufnahmeraum (41) des optischen Elements (40) angeordnet ist.  characterized in that each light-emitting diode (30) is arranged in a separate receiving space (41) of the optical element (40).
4. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 1 oder 2, 4. explosion-proof lamp (20) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aufnahmeraum (41) des optischen Elements (40) mehrere Leuchtdioden (30) insbesondere mit unterschiedlichem Abstand ange¬ ordnet sind. characterized in that in a receiving space (41) of the optical element (40) a plurality of light-emitting diodes (30) are arranged in particular at different distances ¬ .
5. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, 5. explosion-proof luminaire (20) according to one of the reciprocating before ¬ claims,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zur Strahlein¬ trittsfläche (44) eine Strahlleitfläche (55) am opti¬ schen Element (40) ausgebildet ist, die an eine Kammer (56) angrenzt und an der ein Teil der durch die Strah¬ leintrittsfläche (44) in das optische Element (40) eintretenden Lichtstrahlen reflektiert werden. characterized in that adjacent to the Strahlein ¬ tread surface (44) has a Strahlleitfläche (55) on opti ¬ rule member (40) is formed, which to a chamber (56) is adjacent and on which a part of through the Strah ¬ leintrittsfläche (44) in the optical element (40) entering light rays are reflected.
6. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 5, 6. Explosion-proof lamp (20) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (56) und der Aufnahmeraum (41) miteinander verbunden sind.  characterized in that the chamber (56) and the receiving space (41) are interconnected.
7. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 5 oder 6, 7. Explosion-proof lamp (20) according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlleitfläche (55) schräg zur optischen Achse (A) der Leuchtdiode (30) verläuft . characterized in that the beam guiding surface (55) obliquely to the optical axis (A) of the light-emitting diode (30).
8. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der An¬ sprüche 5 bis 7, 8. explosion-proof luminaire (20) according to one of, An ¬ claims 5 to 7
dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlleitfläche (55) als ringförmig geschlossene Fläche ausgeführt ist.  characterized in that the Strahlleitfläche (55) is designed as an annular closed surface.
9. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, 9. explosion-proof luminaire (20) according to one of the reciprocating before ¬ claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine  characterized in that the at least one
Leuchtdiode (30) oder zumindest einige von mehreren Leuchtdioden (30) auf einem gemeinsamen Träger oder einer gemeinsamen Leiterplatte (34) angeordnet sind.  Light-emitting diode (30) or at least some of a plurality of light-emitting diodes (30) on a common carrier or a common circuit board (34) are arranged.
10. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 9, 10. Explosion-proof lamp (20) according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger oder die Lei¬ terplatte (34) den Boden (25) der Wanne (22) bildet. characterized in that the carrier or the Lei ¬ terplatte (34) forms the bottom (25) of the trough (22).
11. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 9 oder 10, 11. Explosion-proof lamp (20) according to claim 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte einen Leiterplattenkern insbesondere aus Metall aufweist, der wenigstens einen abgewinkelten Randabschnitt auf¬ weist, der eine Seitenwand (23, 24) der Wanne (22) bildet . characterized in that the circuit board comprises a printed circuit board core, in particular of metal, which at least has an angled edge portion ¬, a side wall (23, 24) of the trough (22).
12. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der An¬ sprüche 9 bis 11, 12. Explosion-protected lamp (20) according to any one of claims ¬ 9 to 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (40) oder die optischen Elemente (40) auf den Träger oder die Leiterplatte (34) geklebt sind.  characterized in that the optical element (40) or the optical elements (40) are glued to the carrier or printed circuit board (34).
13. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahleintrittsfläche (44) und die Strahlaustrittsfläche (46) des optischen Elements (40) einen konstanten Abstand zueinander aufweisen . 13. Explosion-proof luminaire (20) according to one of the reciprocating before ¬ claims, characterized in that the beam entry surface (44) and the beam exit surface (46) of the optical element (40) have a constant distance from one another.
14. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, 14. Explosion-proof luminaire (20) according to one of the reciprocating before ¬ claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlaustrittsfläche (46) eine ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche ist.  characterized in that the beam exit surface (46) is a flat surface or a curved surface.
15. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, 15. Explosion-proof luminaire (20) according to one of the reciprocating before ¬ claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (40) mehreren Leuchtdioden (30) zugeordnet ist und für jede Leuchtdiode (30) jeweils eine vom Gusskörper (49) be¬ grenzte Strahlaustrittsfläche (46) aufweist. characterized in that the optical element (40) is associated with a plurality of light emitting diodes (30) and for each light emitting diode (30) each one of the cast body (49) be ¬ bordered beam exit surface (46).
16. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche, 16. Explosion-proof luminaire (20) according to one of the reciprocating before ¬ claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (22) in wenigs¬ tens einer ihrer Seitenwände (23) an der dem Gusskörper (49) zugewandten Innenseite einen Vorsprung und/oder eine Vertiefung (50) aufweist. characterized in that the trough (22) in Wenig ¬ least one of its side walls (23) on the casting body (49) inner side facing has a protrusion and / or recess (50).
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