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Tragbare Leuchte - Dokument DE202005009623U1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202005009623U1 30.11.2006
Titel Tragbare Leuchte
Anmelder Cooper Crouse-Hinds GmbH, 59494 Soest, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 202005009623
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 30.11.2006
Registration date 26.10.2006
Application date from patent application 20.06.2005
IPC-Hauptklasse F21L 4/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F21V 14/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F21V 14/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F21V 29/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F21V 25/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F21V 31/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine tragbare Leuchte mit wenigstens einer LED-Lichtquelle, einer dieser zum Ein- und Ausschalten zugeordneten Spannungsversorgung und einer Lichtverteilungseinrichtung zur Variation einer Lichtstärkenverteilung der Lichtquelle.

Solche tragbaren Leuchten können als Stableuchten, Taschenleuchten, Handleuchten oder auch Kopfleuchten ausgebildet sein. Zur Spannungsversorgung können eine oder mehrere Batterien dienen. Es besteht die Möglichkeit, dass diese Batterien wieder aufladbar sind.

Wird ein entsprechender elektrischer Kontakt zwischen Lichtquelle und Spannungsversorgung hergestellt, ist die Lichtquelle eingeschaltet. Die Lichtquelle weist eine bestimmte Lichtstärkeverteilung auf, die durch eine Lichtverteilungseinrichtung gegebenenfalls variierbar ist.

Bisher sind aus der Praxis LED-Lichtquellen, Halogen-Hüllkolbenlampen oder auch Glühlampen als Lichtquellen bekannt, deren Lichtstärkeverteilung durch Verstellung eines parabolischen oder hyperbolischen Reflektors variiert werden kann. Dieser Reflektor ist auf einer zur Lichtaustrittsrichtung gegenüberliegenden Seite der Lichtquelle angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei LED-Lichtquellen in einfacher konstruktiver Weise und ohne größeren Platzbedarf die Lichtverteilungseinrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist die Lichtverteilungseinrichtung ein relativ zur Lichtquelle abstandsvariables Linsensystem auf. Je nach Positionierung des Linsensystems relativ zur LED-Lichtquelle wird die Lichtstärkeverteilung des nach außen abgegebenen Lichts variiert.

Aufwendige konstruktive Maßnahmen innerhalb der Leuchte sind nicht mehr notwendig, wie parabolische oder hyperbolische Reflektoren. Die Verstellung solcher Reflektoren ist in der Praxis mit relativ hohem Aufwand verbunden. Außerdem ist die Herstellung solcher Reflektoren zum Erhalt einer rotationssymmetrisch gleichmäßigen Lichtstärkeverteilung recht aufwendig und es können leicht Abweichungen von einer solchen rotationssymmetrischen Lichtstärkeverteilung auftreten. Die Schwierigkeiten bei den aus der Praxis vorbekannten Leuchten werden noch größer, falls mehr als eine LED-Lichtquelle oder mehrere andere Lichtquellen verwendet werden.

Auch die technischen Maßnahmen zur relativen Verstellung von Reflektor und Lichtquelle sind aufwendig, um beispielsweise bei Verstellen der Lichtquelle diese nicht nur genau relativ zum Reflektor zu führen, sondern auch gleichzeitig immer die elektrische Versorgung aufrechtzuerhalten.

Erfindungsgemäß wird nur das entsprechende Linsensystem relativ zur Lichtquelle so bewegt, dass sich der Abstand zwischen diesen verändert. Selbst bei einer gewissen Fehlausrichtung von Lichtquelle und Linsensystem ergibt sich immer noch eine gleichmäßige Lichtstärkeverteilung. Durch die Bewegung des Linsensystems, entfallen aufwendige Mechanismen zur Bewegung der Lichtquelle bei Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann das Linsensystem eine Linsenscheibe mit integrierter Linse aufweisen. Die Linse kann in diesem Zusammenhang als von der Linsenscheibe vorstehende Konvexlinse ausgebildet sein.

Bei einem einfachen Ausführungsbeispiel kann das Linsensystem in axialer Leuchtenrichtung verstellbar relativ zum Leuchtengehäuse gelagert sein. Im Fall einer Linsenscheibe mit integrierter Linse muss beispielsweise nur die Linsenscheibe entsprechend verstellt werden, um dadurch eine Abstandsvariation zwischen Lichtquelle und Linse zu erhalten.

Es besteht die Möglichkeit, die Lichtquelle fest im Leuchtengehäuse anzuordnen und durch Betätigen eines entsprechenden Schalters die Lichtquelle mit der Spannungsversorgung zu verbinden oder diese Verbindung zu unterbrechen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Lichtquelle zum Ein- und Ausschalten in axialer Leuchtenrichtung verstellbar zu lagern. Dies bedeutet, dass durch entsprechende Manipulation von außerhalb der tragbaren Leuchte die Lichtquelle entsprechend verstellt wird und in ihre Ein oder Ausschaltposition bewegt wird.

Um die Lichtquelle relativ zum Linsensystem im eingeschalteten Zustand in einer relativ zum Leuchtengehäuse vorbestimmten Position anzuordnen, kann die Lichtquelle nach Einschalten in ihrer axialen Position fixiert sein. Eine solche Fixierung kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass die Lichtquelle im eingeschalteten Zustand beispielsweise gegen einen entsprechenden Anschlag gedrückt ist, der die axiale Position fixiert.

Um die LED-Lichtquelle in ihrer Lebensdauer zu verbessern und gleichzeitig eine entsprechende Wärmeentwicklung zu vermindern, kann im eingeschalteten Zustand der Lichtquelle eine dieser zugeordnete Kühleinrichtung aktiviert sein.

Die Aktivierung kann dadurch vereinfacht werden, dass beispielsweise die Kühleinrichtung nur in ihrem aktivierten Zustand mit der Spannungsversorgung verbunden ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Verbindung zur Spannungsversorgung durch den eingeschalteten Zustand der Lichtquelle realisiert wird.

Zur vereinfachten Manipulation des Linsensystems zur Abstandsvariierung relativ zur Lichtquelle, kann das Linsensystem in einem drehbaren Leuchtenkopf gehalten sein, wobei durch Drehung des Leuchtenkopfes der Abstand zwischen Linsensystem und Lichtquelle variierbar ist.

Um gegebenenfalls das Linsensystem vor äußeren Einflüssen zu schützen, die das Linsensystem verschmutzen oder beschädigen könnten, kann eine Schutzscheibe auf der der Lichtquelle abgewandten Außenseite des Linsensystems insbesondere im Leuchtenkopf angeordnet sein. Eine solche Schutzscheibe kann beispielsweise aus Quarz oder dergleichen hergestellt sein.

Um die tragbare Leuchte insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen verwenden zu können, kann diese explosionsgeschützt ausgebildet sein.

Es sind unterschiedliche LED-Lichtquellen mit der erfindungsgemäßen Leuchte verwendbar, wie beispielsweise eine mit einer Lichtstärkeverteilung mit Punktstrahl- oder Breitstrahlcharakteristik.

Um die Lichtabgabe der LED-Lichtquelle durch die Kühleinrichtung nicht zu behindern, kann die Kühleinrichtung der Lichtquelle auf ihrer dem Linsensystem abgewandten Rückseite zugeordnet sein.

Um den Zusammenbau und gegebenenfalls auch eine Reparatur der tragbaren Leuchte in einfacher Weise durchführen zu können, kann der Leuchtenkopf einen aufgeschraubten Verschraubungsring aufweisen. Dieser Verschraubungsring kann beispielsweise zur Fixierung der Linsenscheibe mit Linse und der Schutzscheibe relativ zum übrigen Leuchtenkopf dienen. Durch Abschrauben des Verschraubungsrings kann eine gegebenenfalls beschädigte oder zerstörte Schutzscheibe in einfacher Weise ausgetauscht werden. Dies gilt analog für das Linsensystem. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass nach Abschrauben des Verschraubungsrings die LED-Lichtquelle zur Wartung oder zum Austausch zugänglich ist.

Es sind unterschiedliche Mechanismen verwendbar, um die Leuchte ein- und auszuschalten. Bei einem Ausführungsbeispiel kann insbesondere das Ausschalten der Leuchte selbsttätig erfolgen. Eine Möglichkeit einer solchen selbsttätigen Ausschaltung kann darin gesehen werden, dass die LED-Lichtquelle in Richtung einer Ausschaltposition beispielsweise federbeaufschlagt ist.

Um einen Ausgangsabstand zwischen Lichtquelle und Linsenscheibe vor entsprechender Abstandsvariation festzulegen, kann die Linsenscheibe wenigstens einen die Linse umgebenden, in Richtung Lichtquelle vorstehenden Ring aufweisen. Mittels dieses Rings wird der Ausgangsabstand festgelegt.

In diesem Zusammenhang kann es weiterhin als günstig angesehen werden, wenn der vorstehende Ring mit seinem freien Ende auf einem freien Hülsenende des Leuchtenkopfes aufsteht, ist der Leuchtenkopf dann in einer ersten Drehstellung, ist durch diesen Kontakt von freiem Ende und freiem Hülsenende beispielsweise ein geringster Abstand zwischen Lichtquelle und Linse bzw. Linsenscheibe bestimmt. Durch Verdrehen des Leuchtenkopfes aus dieser Drehstellung wird der Abstand zwischen Lichtquelle und Linsenscheibe bzw. Linse vergrößert. Durch den Kontakt der freien Enden ist immer gewährleistet, dass entsprechend zur Verdrehung des Leuchtenkopfes ein entsprechender Abstand zwischen Lichtquelle und Linse vorliegt.

Um im Einschaltzustand die elektrische Kontaktierung der Lichtquelle in einfacher Weise sicherzustellen, kann der Lichtquelle ein Kontaktring zugeordnet sein, welcher bei elektrischem Kontakt mit der Lichtquelle diese einschaltet.

Um in einfacher Weise eine im Wesentlichen rotationssymmetrisch gleichmäßige Lichtstärkeverteilung zu erhalten, kann die Lichtquelle auf der optischen Achse der Linse der Linsenscheibe angeordnet sein.

Bei mehreren LED-Lichtquellen können diese entsprechend verteilt um die optische Achse und in der Regel gleich beabstandet von dieser angeordnet sein.

Insbesondere zur Verbesserung des Explosionsschutzes der erfindungsgemäßen Leuchte kann diese mit Kunststoff umspritzt sein und alle Einrichtungen im Leuchtengehäuse dicht und druckfest angeordnet sein. Dies wird dadurch unterstützt, dass beispielsweise zwischen Leuchtenkopf und Leuchtengehäuse und/oder Verschraubungsring und Leuchtenkopf umlaufende Dichtelemente angeordnet sind.

Die LED-Lichtquellen können auch gegebenenfalls farbiges Licht abgeben, es können LED-Lichtquellen verschiedener Farbe und gegebenenfalls separat einschaltbar verwendet werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass die Schutzscheibe eingefärbt ist.

Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figur näher erläutert.

Es zeigt:

1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen tragbaren Leuchte.

1 zeigt eine tragbare Leuchte 1 in Form einer Stableuchte mit einer Anzahl von in einem Leuchtengehäuse 9 angeordneten Batterien 25 als Spannungsversorgung 3. Die Batterien können wiederaufladbar sein.

Das Leuchtengehäuse 9 ist kunststoffummantelt und dicht und druckfest ausgebildet, um auch in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden zu können. Die Kunststoffummantelung 26 erstreckt sich dabei über den größten Teil des Leuchtengehäuses 9 in axialer Leuchtenrichtung 8.

An einem Lichtabgabeende der Leuchte 1 ist als Lichtquelle 2 zumindest eine LED angeordnet. Diese ist in axialer Leuchtenrichtung 8 beweglich innerhalb eines als Schaltkapsel ausgebildet Leuchtenkopfes 11 gelagert. Durch entsprechende axiale Bewegung der LED-Lichtquelle 2 wird ein elektrischer Stromkreis geschlossen bzw. geöffnet. Ist der Stromkreis geschlossen, wird die Diode mittels einer Kühleinrichtung 10 gekühlt, wobei ein metallischer Kontakt zwischen Kühleinrichtung 10 und Schaltkapsel hergestellt ist.

Im eingeschalteten Zustand ist die LED-Lichtquelle 2 in ihrer axialen Lage fixiert.

Die Kühleinrichtung 10 ist einer Rückseite 15 der LED-Lichtquelle 2 zugeordnet, die in Richtung der Spannungsversorgung 3 weist. Auf ihrer dieser Rückseite 15 gegenüberliegenden Vorderseite der LED-Lichtquelle 2 ist dieser eine Lichtverteilungseinrichtung 4 vorgeordnet. Diese ist als Linsensystem 5 ausgebildet sein, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Linsensystem 5 eine im Wesentlichen plane Linsenscheibe 6 und eine in dieser integrierte Linse 7 umfasst. Linsenscheibe 6 mit Linse 7 ist durch Drehen des Leuchtenkopfes 11 mit an diesem fixierten Verschraubungsring 16 in axialer Leuchtenrichtung 8 verstellbar. Durch diese Verstellung wird ein Abstand 12 zwischen LED-Lichtquelle 2 und Linse 7 vergrößert oder verkleinert.

Durch diese Abstandsveränderung wird eine von der LED-Lichtquelle 2 vorgegebene Lichtstärkeverteilung, die sowohl eine Breitstrahl- als auch Punktstrahlcharakteristik aufweisen kann, in gewünschterweise verändert, wobei die Linse 7 eine fest eingestellte Brennweite aufweist.

Zur Verstellung von Linsenscheibe 6 und Linse 7 in axiale Leuchtenrichtung 8 ist der Leuchtenkopf 11 mittels eines entsprechenden Gewindes auf dem Leuchtengehäuse 9 verdrehbar und damit verstellbar in axialer Leuchtenrichtung 8 gelagert.

Die Linse 7 ist auf der der LED-Lichtquelle 2 zugewandten Seite als Konvexlinse ausgebildet, wobei auf der der Linse 7 abgewandten Seite der Linsenscheibe 6, das heißt der Außenseite 14, ist eine plane Schutzscheibe 13 angeordnet. Diese ist in ihren Abmessungen gleich zur Linsenscheibe 6 und wird über den Verschraubungsring 16 am Leuchtenkopf 11 zusammen mit dem entsprechenden Linsensystem 5 der Lichtverteilungseinrichtung 4 gehalten.

Durch die Linse 7 ist eine optische Achse 20 bestimmt, auf der die LED-Lichtquelle 2 angeordnet ist. Der in 1 dargestellte Abstand 12 zwischen LED-Lichtquelle 2 und Linse 7 ist durch die Anlage von freien Enden eines inneren Rings 17 mit einem die LED-Lichtquelle 2 umgebenden Ring bestimmt. Der Innenring 17 steht von der die Linse 7 aufweisenden Rückseite der Linsenscheibe 6 vor und ist von einem äußeren Ring 18 umgeben. Dieser weist in Richtung LED-Lichtquelle 2 eine geringere Langsausdehnung als der Außenring 18 auf und ist mit seinem freien Ende 21 in Kontakt mit einem freien Hülsenende 22 des Leuchtenkopfes 11.

Der mit dem Innenring 17 in Kontakt stehende, die LED-Lichtquelle 2 umgebende Ring weist eine mittlere Öffnung auf, in der die LED-Lichtquelle 2 angeordnet ist und die von einem Ringflansch umrandet ist. Dieser Ringflansch ist von einem Kontaktring 19 umgeben, der bei Kontakt mit der LED-Lichtquelle 2 diese einschaltet.

Um die Leuchte 1 auch im Bereich des Leuchtenkopfes 11 so auszugestalten, dass sie dicht und druckfest ist, sind zwischen Leuchtenkopf 11 und Leuchtengehäuse 9 sowie zwischen Verschraubungsring 16 und Leuchten köpf 11 ringförmige Dichtelemente 23, 24 angeordnet.

Erfindungsgemäß kann auf entsprechende Reflektoren mit Parabel- oder Hyperbelform verzichtet werden, so dass der Aufbau der Leuchte einfach ist und doch eine Lichtstärkeverteilung der Leuchte verändert werden kann. Dies geschieht durch eine in axialer Leuchtenrichtung 8 verstellbare Linse bzw. Linsensystem. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit mehrere LED-Lichtquellen zu verwenden, die beispielsweise gleich verteilt und gleich beabstandet zur optischen Achse 20 angeordnet sind. Außerdem besteht auch die Möglichkeit jeder dieser LED-Lichtquellen eine entsprechende Linse 7 zuzuordnen, wobei zur Variation der Lichtstärkeverteilung die Brennweiten der verschiedenen Linsen auch unterschiedlich sein können.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, auch farbige LED-Lichtquellen zu verwenden oder gegebenenfalls die Schutzscheibe 13 farbig auszubilden.

Erfindungsgemäß wird bei allen diesen Ausführungsbeispielen das entsprechende Linsensystem bzw. die durch das Linsensystem gebildete Lichtverteilungseinrichtung 4 durch Drehen des Leuchtenkopfes 11 axial bewegt und damit die Lichtstärkeverteilung, die von der LED-Lichtquelle 2 vorgegeben ist, zu variieren.


Anspruch[de]
Tragbare Leuchte (1) mit wenigstens einer LED-Lichtquelle (2), einer dieser zugeordneten ein- und ausschaltbaren Spannungsversorgung (3) und einer Lichtverteilungseinrichtung (4) zur Variation einer Lichtstärkeverteilung der Lichtquelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilungseinrichtung (4) ein relativ zur Lichtquelle (2) abstandsvariables Linsensystem (5) aufweist. Tragbare Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsensystem (5) als Linsenscheibe (6) mit integrierter Linse (7) ausgebildet ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsensystem (5) in axialer Leuchtenrichtung (8) verstellbar relativ zu einem Leuchtengehäuse (9) gelagert ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) zum Ein- und Ausschalten in axialer Leuchtenrichtung (8) verstellbar gelagert ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) nach Einschalten in ihrer axialen Position fixiert ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im eingeschalteten Zustand der Lichtquelle (2) eine dieser zugeordnete Kühleinrichtung (10) aktiviert ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (10) im aktivierten Zustand mit der Spannungsversorgung (3) verbunden ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsensystem (5) in einem drehbaren Leuchtenkopf (11) gehalten ist, wobei durch Drehung des Leuchtenkopfes (11) ein Abstand (12) zwischen Linsensystem (5) und Lichtquelle (2) variierbar ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzscheibe (13) auf der der Lichtquelle (2) abgewandten Außenseite (14) des Linsensystems (5) insbesondere im Leuchtenkopf (11) angeordnet ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (1) explosionsgeschützt ausgebildet ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) eine Lichtstarkeverteilung mit Punkt- oder Breitstrahlcharakteristik aufweist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (10) der Lichtquelle (2) auf ihrer dem Linsensystem (5) abgewandten Rückseite (15) zugeordnet ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtenkopf (11) einen aufgeschraubten Verschraubungsring (16) aufweist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (1) selbsttätig ausschaltbar ist. Lichtquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenscheibe (6) wenigstens einen die Linse (7) umgebenden, in Richtung Lichtquelle (2) vorstehenden Ring (17, 18) aulweist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquelle (2) ein Kontaktring (19) zugeordnet ist, welcher bei elektrischem Kontakt mit der Lichtquelle (2) diese einschaltet. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) auf der optischen Achse (20) der Linse (7) angeordnet ist. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ring (17) mit seinem freien Ende (21) auf einem freien Hülsenende (22) des Leuchtenkopfes (11) aufsteht. Tragbare Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Leuchtenkopf (11) und Leuchtengehäuse (9) und/oder Verschraubungsring (16) und Leuchtenkopf (11) umlaufende Dichtelemente (23, 24) angeordnet sind.






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