EXPLOSIONSGESCHÜTZTE LEUCHTE MIT EINGEGOSSENER OPTIK

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Leuchte mit wenigstens einer Leuchtdiode. Leuchtdioden werden immer häufiger in Leuchten eingesetzt. Sie können als herkömmliche Halbleiterbauelemente oder in sogenannter SMD-Ausführung als Leuchtmittel für die Leuchte verwendet werden. 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.

[0002] Eine gekapselte Leuchtdiodenanordnung für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen ist beispielsweise aus DE 10 2009 005 547 A1 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.

[0003] Die druckfeste Kapselung mehrerer Leuchtdioden einer Leuchte für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereichen ist aus DE 100 24 427 A1 bekannt. Diese Leuchte weist ein Gehäuse auf, das nach außen hermetisch geschlossen ist und eine druckfeste Kapselung bildet. Im Inneren des Gehäuses sind mehrere Leuchtdioden auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Das Gehäuse umschließt ein relativ 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.

[0004] GB 2458345 A beschreibt eine Leuchte mit einem für das von einer Leuchtdiode emittierte Licht durchlässigen optischen Element, das einen zu seiner Unterseite offenen Aufnahmeraum aufweist. In dem Aufnahmeraum ist die Leuchtdiode angeordnet. Das Licht der Leuchtdiode tritt an einer an den Aufnahmeraum angrenzenden Strahleintrittsfläche in das optische Element ein und teilweise an einer Strahlaustrittsfläche oberhalb eines Vergusskörpers aus. Die Leuchtdioden der Leuchte sind auf einer Leiterplatte angeordnet. Auf der Leiterplatte werden Wände angeordnet, die Bereiche umschließen, in die eine Vergussmasse zur Herstellung des Vergusskörpers einfüllbar ist.

[0005] DE 20 2011 003 828 U1 beschreibt eine Leuchte, bei der jede Leuchtdiode durch eine Linse abgedeckt ist. Die Leuchtdioden sind auf einer Platine angeordnet, die in einer Aussparung eines Gehäuses angeordnet werden kann. Eine in die Aussparung eingefüllte Vergussmasse schützt die auf den Leuchtdioden angeordneten Linsen.

[0006] Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden eine Leuchte mit einer oder mehreren Leuchtdioden zu schaffen, die einfach herzustellen ist und dennoch den Anforderungen des Explosionsschutzes, insbesondere der Schutzart druckfeste Kapselung und/oder der Schutzart Vergusskapselung entspricht.

[0007] Erfindungsgemäß weist die explosionsgeschützte Leuchte wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Leuchtdioden auf, die in einer Wanne angeordnet sind. Eine oder mehrere der Leuchtdioden werden auf einem gemeinsamen Träger, erfindungsgemäß einer Leiterplatte, angeordnet. Der Träger bzw. die Leiterplatte kann den Boden der Wanne bilden. Mit dem Träger bzw. der Leiterplatte können Seitenwandelemente oder auch ein umlaufender Rahmen verbunden werden, um die Wanne zu bilden. Die Leiterplatte weist einen Leiterplattenkern, insbesondere einen Metallkern, auf, der wenigstens einen oder zwei abgewinkelte 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.

[0008] Eine elektrische Anschlussleitung ist elektrisch mit den beiden elektrischen Anschlüssen der wenigstens einen Leuchtdiode verbunden. Die Leuchte weist ferner ein optisches Element auf, das für das von der Leuchtdiode emittierte Licht durchlässig ist. Die wenigstens eine Leuchtdiode 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 gasförmigen und/oder flüssigen und/oder gelartigen und/oder festen Füllmedium gefüllt sein. Vorzugsweise ist der Brechungsindex dieses Füllmediums kleiner oder gleich 1,5 und insbesondere kleiner oder gleich 1,3 und insbesondere kleiner 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.

[0009] Die wenigstens eine Leuchtdiode und das optische 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 optische 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.

[0010] In der Wanne ist ferner ein Gusskörper aus einem gießfähigen Werkstoff hergestellt und angeordnet. Als Werkstoff für den Gusskörper dient beispielsweise Harz, wie etwa Silikonharz, 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 gießfähigen 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.

[0011] An dem der offenen Seite der Wanne zugeordneten Teil des optischen Elements ist für jede Leuchtdiode eine 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 Brechungsindex des Füllmediums im Spalt an der Stahleintrittsfläche ausreichend wenig vom Brechungsindex der Luft an der Strahlaustrittsfläche abweicht. An beiden Flächen findet daher die gleiche Brechung statt. Außerhalb der Strahlaustrittsfläche 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 Strahleintrittsfläche 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.

[0012] 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.

[0013] 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 großer Teil des optischen Elements durch die Vergussmasse des Gusskörpers abgedeckt ist, um eine ausreichende Druckfestigkeit zu erreichen. Es wird jedoch die Strahlaustrittsfläche nicht durch den Vergusskörper abgedeckt, so dass der Vergusskörper die Leuchtleistung der Leuchte nicht negativ beeinflusst.

[0014] Bei einem Ausführungsbeispiel kann jeder Leuchtdiode ein separates optisches Element mit jeweils einem Aufnahmeraum 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 Strahleintrittsflächen 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 Vergusskapselung vorteilhaft. Die Strahlaustrittsflächen sind vorzugsweise voneinander beabstandet, wobei zwischen zwei benachbarten 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 angepasst werden. Die benachbarten Leuchtdioden zugeordneten Strahlaustrittsflächen können sich in diesem Fall überlappen.

[0015] Es ist auch vorteilhaft, wenn das optische Element benachbart 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 vorzugsweise schräg gegenüber der optischen Achse der Leuchtdiode angeordnet. An der Strahlleitfläche tritt Totalreflexion und keine Brechung auf. Über die Strahlleitfläche wird verhindert, 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 beispielsweise mit Luft gefüllte Kammer, an die die Strahlleitfläche angrenzt, und der Aufnahmeraum der zugeordneten Leuchtdiode miteinander verbunden sein. Beispielweise kann die Strahlleitfläche um die optische Achse der Leuchtdiode herum ringförmig geschlossen sein.

[0016] Dem Träger bzw. der Leiterplatte kann ein gemeinsamer Kühlkörper angeordnet sein.

[0017] Beispielsweise kann die Leiterplatte mehrlagig aufgebaut sein und einem Metallkern und/oder eine Graphitschicht aufweisen, um die Wärme der darauf angeordneten Leuchtdiode bzw. Leuchtdioden besser abzuleiten. Der Träger bzw. die Leiterplatte ist unmittelbar mit der Wanne der Leuchte in Kontakt bzw. bildet zumindest einen Teil der Wanne, wobei auch die Wanne zur Wärmeableitung dient.

[0018] 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 aufweisen. Insbesondere können die beiden Flächen auch konzentrisch zueinander angeordnet sein.

[0019] Die Strahlaustrittsfläche kann bei einer Ausführungsform 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.

[0020] 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.

[0021] 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 Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit mehreren Leuchtdioden in einem perspektivischen Längsschnitt,

Figur 2 das Ausführungsbeispiel der Leuchte nach Figur 1 in einem Querschnitt,

Figur 3 das Ausführungsbeispiel der Leuchte gemäß der Figuren 1 und 2 in einer Explosionsdarstellung im Längsschnitt,

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leuchte in perspektivischer Darstellung,

Figur 5 das Ausführungsbeispiel der Leuchte nach Figur 4 in einem Längsschnitt,

Figur 6 eines der optischen Elemente der Leuchte gemäß der Figuren 4 und 5 in perspektivischer Darstellung,

Figur 7 eine schematische, geschnittene Teildarstellung des Ausführungsbeispiels der Leuchte gemäß der Figuren 4 und 5 im Bereich einer der Leuchtdioden,

Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leuchte in perspektivischer Darstellung,

Figur 9 die Leuchte nach Figur 8 in einem Querschnitt,

Figur 10 eines der optischen Elemente des Ausführungsbeispiels der Leuchte gemäß der Figuren 8 und 9,

Figur 11 eine geschnittene Teildarstellung der Leuchte gemäß der Figuren 8 und 9 im Bereich einer der Leuchtdioden,

Figur 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leuchte in perspektivischer Darstellung,

Figur 13 eines der optischen Elemente des Ausführungsbeispiels der Leuchte nach Figur 12,

Figur 14 eine geschnittene Teildarstellung des Ausführungsbeispiels der Leuchte nach Figur 12 im Bereich eines der optischen Elemente der Leuchte und

Figur 15 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wanne für eines der Ausführungsbeispiele der Leuchte.

[0022] In den Figuren 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer explosionsgeschützten Leuchte 20 veranschaulicht. Die Leuchte 20 weist eine zu einer Abstrahlseite 21 hin offene Wanne 22 auf. Die Wanne 22 ist vorzugsweise einstückig 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.

[0023] Die Wanne 22 weist zwei sich gegenüberliegende Längsseitenwände 23 sowie zwei die beiden Längsseitenwände 23 verbindende Querseitenwände 24 auf. Auf der der Abstrahlseite 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.

[0024] Die explosionsgeschützte Leuchte 20 weist als Leuchtmittel wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Leuchtdioden (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 Leuchtdiodenchip 31 ist durch einen für die abgestrahlte Lichtwellenlänge transparenten Leuchtdiodenkörper 33 in Abstrahlrichtung abgedeckt. Der Leuchtdiodenkörper 33 hat beim ersten Ausführungsbeispiel die Form einer Halbkugel.

[0025] Die Leuchtdioden 30 der Leuchte 20 sind auf einem Träger angeordnet, der von einer Leiterplatte 34 gebildet ist. Auf der Leiterplatte 34 können auch weitere elektrische oder elektronische Bauteile angeordnet sein, wie beispielsweise eine Temperaturüberwachungseinrichtung. Über Leiterbahnen der Leiterplatte 34 sind die elektrischen Anschlüsse der Leuchtdioden 30 mit einer elektrischen Anschlussleitung 35 verbunden. Die 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.

[0026] 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 Graphitschicht ausgeführt sein, so dass die Wärme in der Erstreckungsebene der Leiterplatte 34 besser und gleichmäßiger verteilt wird. Die Leiterplatte 34 liegt beim Ausführungsbeispiel 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 Seitenwandinnenkante 36 mit einer Einkerbung oder eine Fase 37 versehen sein, so dass die Anschlussleitung 35 nicht durch die Seitenwandinnenkante 36 geknickt oder beschädigt werden kann.

[0027] Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Wanne 22 der explosionsgeschützten Leuchte 20 bildet die Leiterplatte 34 wenigstens eine Seitenwand 23, 24 der Wanne, wobei sie ebenfalls den Boden 25 der Wanne bilden kann.

[0028] In Figur 15 ist beispielhaft eine Leiterplatte 34 veranschaulicht, die einen Leiterplattenkern 34a aufweist. Der Leiterplattenkern 34a ist aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium 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.

[0029] Auf den ersten Abschnitt 38 des Leiterplattenkerns 34a sind weitere Lagen der mehrlagigen Leiterplatte 34 aufgebracht. 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.

[0030] In Abwandlung zu Figur 15 könnte die Leiterplatte 34 auch den Boden 25 der Wanne 22 bilden und mit Seitenwandelementen oder einem geschlossenen Rahmen zur Bildung der Wanne 22 verbunden sein.

[0031] Jeder Leuchtdiode 30 ist ein optisches Element 40 zugeordnet. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 3 ist für jede Leuchtdiode 30 ein separates optisches 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 vollständig begrenzt. Die Unterseite 42 ist der Leiterplatte 34 zugeordnet. Die Unterseite 42 dient zum Befestigen des optischen Elements 40 auf der Leiterplatte. Vorzugsweise wird eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem optischen Element 40 und der Leiterplatte 34 ringsumlaufend um die zugeordnete Leuchtdiode 30 hergestellt. Beim Ausführungsbeispiel 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.

[0032] Die Kontur des Aufnahmeraums 41 ist an die äußere Form der Leuchtdiode 30 angepasst. Beim ersten Ausführungsbeispiel 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 Strahleintrittsfläche 44 des optischen Elements 40 gebildet, die an den Aufnahmeraum 41 angrenzt. Zwischen der Leuchtdiode 30 und insbesondere dem Leuchtdiodenkörper 33 und der Strahleintrittsfläche 44 ist ein Spalt 45 vorhanden. Die Leuchtdiode 30 liegt somit nicht unmittelbar an der Strahleintrittsfläche 44 des optischen Elements 40 an. Der Spalt 45 weist beispielsgemäß eine konstante Dicke auf, so dass der Abstand 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.

[0033] Am optischen Element 40 ist außerdem eine Strahlaustrittsfläche 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 Strahleintrittsfläche 44 und die Strahlaustrittsfläche 46 haben einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt und sind konzentrisch zueinander angeordnet. Die Strahlaustrittsfläche 46 befindet sich außerhalb des durch die Wanne 22 begrenzten Innenraums 26.

[0034] Die Strahleintrittsfläche 44 und die Strahlaustrittsfläche 46 sind an einem Zentralbereich 47 des optischen Elements 40 angeordnet, der eine halbkugelförmige oder kugelkalottenförmige Außenkontur aufweist. Um den Zentralbereich 47 herum ist ein Ringflansch 48 vorhanden, der sich entlang einer Radialebene durch den Mittelpunkt des kugelkalottenförmigen Zentralbereichs 47 erstreckt. Die dem Boden 25 der Wanne 22 zugewandte Seite des Ringsflansches 48 bildet einen Teil der Unterseite 42 des optischen Elements 40.

[0035] Die Leuchte 20 kann in der Explosionsschutzart "druckfeste Kapselung" (Ex-d) oder "Vergusskapselung" (Ex-m) ausgeführt sein. Hierzu werden die Leuchtdioden 30 und/oder die gegebenenfalls auf der Leiterplatte 34 vorhandenen weiteren 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 umschließt 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 Oberkante der vier Seitenwände 23, 24 (Figur 2) vorgegeben ist. Der gießfähige Werkstoff für den Gusskörper 49 wird vorzugsweise bis zur oberen Kannte der Seitenwände 23, 24 in den Innenraum 26 der Wanne 22 eingefüllt, wie dies in Figur 1 veranschaulicht ist.

[0036] Die Strahlaustrittsfläche 46 ist beispielsgemäß außerhalb 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 durchlässig sein. Als gießfähiger Werkstoff für den Gusskörper 49 kann ein Gussharz verwendet werden, wie etwas Silikonharz, Polyurethanharz oder Epoxydharz.

[0037] 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 Lufteinschlüsse verbleiben. Der gießfähige Werkstoff des Gusskörpers 49 dringt nicht in den Aufnahmeraum 41 des optischen Elements 40 ein, da dieses stoffschlüssig und gegen das Eindringen der flüssigen Gießmasse dicht mit der Leiterplatte 34 verbunden ist.

[0038] 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 Verbindung 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.

[0039] Um eine ausreichende Druckfestigkeit der Leuchte 20 zu gewährleisten, muss die Höhe H des Gusskörpers, die beispielsgemäß der Höhe H des Innenraums der Wanne 22 entspricht, 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 geschlossen 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.

[0040] 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 Aufnahmeraum 41 für die Leuchtdiode 30 verbunden. Die Kammer 56 ist zur Unterseite 42 hin offen. Die Kammer ist vorzugsweise 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.

[0041] 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 Lichtstrahlen statt, die über die Strahleintrittsfläche 44 in das optische Element 40 eintreten und auf die Strahlleitfläche 55 auftreffen. Die Strahlleitfläche 55 ist so angeordnet, dass alle an der Strahleintrittsfläche 44 in das optische Element 40 eintretenden Lichtstrahlen, die nicht direkt geradlinig auf die Strahlaustrittsfläche 46 gerichtet 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 eintretenden 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.

[0042] Es ist daher nicht notwendig, ein für das von der Leuchtdiode abgestrahltes Licht transparentes Material für den Gusskörper 49 zu verwenden. Das Licht tritt ausschließlich 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.

[0043] In den Figuren 4 bis 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel 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 kalottenförmige Zentralabschnitte 47 auf, die über einen die Unterseite 42 des optischen Elements 40 aufweisenden plattenförmigen Abschnitt 60 miteinander verbunden sind. Jedes optische Element 40 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel mehreren Leuchtdioden 30 zugeordnet und weist eine entsprechende Anzahl von Aufnahmeräumen 41 auf. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind neun Aufnahmeräume 41 für jeweils eine Leuchtdiode 30 vorgesehen. Jeder Leuchtdiode 30 bzw. jedem Aufnahmeraum 41 ist ein kalottenförmiger Zentralabschnitt 47 zugeordnet. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist an diesem kalottenförmigen Zentralabschnitt 47 die Strahlaustrittsfläche 46 vorgesehen.

[0044] 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 zurückzuführen, 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 Ausführungsbeispiel besteht zwischen der Leuchtdiode 30 und der Strahleintrittsfläche 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 Material des optischen Elements 40 gebrochen. Durch diese Brechung erfolgt eine Ablenkung der an der Strahleintrittsfläche 44 eintretenden Lichtstrahlen zur optischen Achse A der Leuchtdiode 30 hin. Der Öffnungswinkel zwischen den randseitigen 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 optische Element 40 ausbreitenden Lichtstrahlen ausschließlich auf die Strahlaustrittsfläche auftreffen und dort ungehindert austreten können.

[0045] Die Strahlaustrittsfläche 46 ist hier wie beim ersten Ausführungsbeispiel gekrümmt ausgeführt. Da sich die Strahleintrittsfläche 44 in einer Ebene erstreckt ist der Abstand zwischen der Strahleintrittsfläche 44 und der Strahlaustrittsfläche 46 nicht konstant. Er ist entlang der optischen Achse A am größten. Die Strahlaustrittsfläche 46 bzw. der Zentralabschnitt 47 haben dadurch eine Linsenwirkung. Es versteht sich, dass die Krümmung der Strahlaustrittsfläche 46 abhängig von der gewünschten Abstrahlcharakteristik auch andere Krümmungsformen aufweisen kann.

[0046] Wie insbesondere aus Figur 7 zu erkennen ist, kann im Übergangsbereich zwischen dem halbkugelförmigen bzw. kalottenförmigen 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.

[0047] Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel der Leuchte gemäß der Figuren 4 bis 7 dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen wird.

[0048] In den Figuren 8 bis 11 ist ein weiteres, drittes Ausführungsbeispiel 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 aufweisen. 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 Strahlaustrittsfläche 46 ist nicht gekrümmt, sondern eben. Die Strahlaustrittsflächen 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.

[0049] 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 Strahleintrittsfläche 44 der Spalt 45 im Aufnahmeraum 41 vorhanden ist. Daher entspricht der Öffnungswinkel der aus der Strahlaustrittsfläche 46 austretenden Lichtstrahlen dem Öffnungswinkel, der auf die Strahleintrittsfläche 44 auftreffenden Lichtstrahlen (Figur 11).

[0050] Ein viertes Ausführungsbeispiel der Leuchte 20 ist in den Figuren 12 bis 14 veranschaulicht. Im Wesentlichen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungsformen gemäß der Figuren 8 bis 11, so dass auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird. Nachfolgend werden lediglich Unterschiede zum dritten Ausführungsbeispiel erläutert.

[0051] Beim vierten Ausführungsbeispiel ist das optische Element 40 mehreren Leuchtdioden 30 zugeordnet. Es weist mehrere Aufnahmeräume 41 auf, die wie beim dritten Ausführungsbeispiel eine quaderförmige Kontur aufweisen. Im Unterschied 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 Leuchtdioden 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 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 Zentralabschnitte 47 mit jeweils mehreren Strahlaustrittsflächen 46 auf. Jedem dieser quaderförmigen Zentralabschnitte 47 ist ein quaderförmiger Aufnahmeraum 41 angrenzend an die Unterseite 42 zugeordnet.

[0052] 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 unterschiedliche optische Elemente 40 aufweisen, wie sie vorstehend beschrieben wurden.

[0053] Die vorliegende Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte 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 Strahlaustrittsfläche 46 aus. Zwischen der Strahleintrittsfläche 44 und der Leuchtdiode 30 ist ein Spalt 45 vorhanden. Die Leiterplatte 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 optische 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.

Bezugszeichenliste:

[0054] 

20

Leuchte

21

Abstrahlseite

22

Wanne

23

Längsseitenwand

24

Querseitenwand

25

Boden

26

Innenraum

30

Leuchtdioden

31

Leuchtdiodenchip

32

Chiptäger

33

Leuchtdiodenkörper

34

Leiterplatte

34a

Leiterplattenkern

34b

Insolationslage

34c

Leiterbildlage

34d

Kupferbahn

34e

Isolationslack

35

Anschlussleitung

36

Seitenwandinnenkante

37

Fase

38

erster Abschnitt

39

zweiter Abschnitt des Leiterplattenkerns

40

optisches Element

41

Aufnahmeraum

42

Unterseite

43

Klebefolie

44

Strahleintrittsfläche

45

Spalt

46

Strahlaustrittsfläche

47

Zentralbereich

48

Ringflansch

49

Gusskörper

50

Vertiefung

51

Vorsprung

55

Strahlleitfläche

56

Kammer

57

Rand

60

plattenförmiger Abschnitt

61

Übergangsabschnitt

A

optische Achse

H

Höhe des Gusskörpers

Ansprüche

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 hergestellten Gusskörper (49), der in der Wanne (22) angeordnet ist, der nur einen Teil des optischen Elements (40) umschließt und der stoffschlüssig 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) angrenzenden 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 optischen Elements (40) vorhanden ist, und
wobei die wenigstens eine Leuchtdiode (30) oder zumindest einige von mehreren Leuchtdioden (30) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (34) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (34) einen Leiterplattenkern aufweist, der wenigstens einen abgewinkelten Randabschnitt aufweist, der eine Seitenwand (23, 24) der Wanne (22) bildet.

2. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (20) in der Zündchutzart "druckfeste Kapselung" oder "Vergusskapselung" ausgeführt ist.

3. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Leuchtdiode (30) in einem separaten Aufnahmeraum (41) des optischen Elements (40) angeordnet ist.

4. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aufnahmeraum (41) des optischen Elements (40) mehrere Leuchtdioden (30) insbesondere mit unterschiedlichem Abstand angeordnet sind.

5. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zur Strahleintrittsfläche (44) eine Strahlleitfläche (55) am optischen Element (40) ausgebildet ist, die an eine Kammer (56) angrenzt und an der ein Teil der durch die Strahleintrittsfläche (44) in das optische Element (40) eintretenden Lichtstrahlen reflektiert werden.

6. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (56) und der Aufnahmeraum (41) miteinander verbunden sind.

7. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlleitfläche (55) schräg zur optischen Achse (A) der Leuchtdiode (30) verläuft.

8. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlleitfläche (55) als ringförmig geschlossene Fläche ausgeführt ist.

9. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (34) den Boden (25) der Wanne (22) bildet.

10. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (40) oder die optischen Elemente (40) auf die Leiterplatte (34) geklebt sind.

11. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strahleintrittsfläche (44) und die Strahlaustrittsfläche (46) des optischen Elements (40) einen konstanten Abstand zueinander aufweisen.

12. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlaustrittsfläche (46) eine ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche ist.

13. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (40) mehreren Leuchtdioden (30) zugeordnet ist und für jede Leuchtdiode (30) jeweils eine vom Gusskörper (49) begrenzte Strahlaustrittsfläche (46) aufweist.

14. Explosionsgeschützte Leuchte (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (22) in wenigstens einer ihrer Seitenwände (23) an der dem Gusskörper (49) zugewandten Innenseite einen Vorsprung und/oder eine Vertiefung (50) aufweist.

Claims

1. Explosion-proof lighting unit (20),
with at least one light-emitting diode (LED) (30) arranged in a trough (22),
with an electrical connecting line (35) which is electrically connected to the at least one LED (30),
with an optical element (40) transparent to the light emitted by the LED (30) and having an underside (42) which is assigned to the base (25) of the trough (22), wherein the optical element (40) has a receiving space (41) which is open towards the underside (42) and in which the at least one LED (30) is arranged, wherein a gap (45) is present between the LED (30) and the optical element (40),
with a casting body (49) made from a castable material, which is arranged in the trough (22) and surrounds only a part of the optical element (40) and is connected by material fit to the trough (22) and to the optical element (40),
wherein the light from the at least one LED (30) enters the optical element (40) at a beam inlet face (44) adjacent to the receiving space (41) and emerges at a beam outlet face (46) of the optical element (40) which is present on apart of the optical element (40) free from the casting body (49), and
wherein the at least one LED (30) or at least some of a plurality of LEDs (30) are arranged on a common circuit board (34),
characterised in that the circuit board (34) has a circuit board core which has at least one chamfered edge portion forming a side wall (23, 24) of the trough (22).

2. Explosion-proof lighting unit (20) according to claim 1, characterised in that the lighting unit (20) is configured in the "pressure-resistant enclosure" or "cast enclosure" type of ignition protection.

3. Explosion-proof lighting unit (20) according to claim 1 or 2, characterised in that each LED (30) is arranged in a separate receiving space (41) of the optical element (40).

4. Explosion-proof lighting unit (20) according to claim 1 or 2, characterised in that several LEDs (30), in particular with different spacing, are arranged in a receiving space (41) of the optical element (40).

5. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of the preceding claims,
characterised in that a beam conduction face (55) is arranged on the optical element (40) adjacent to the beam inlet face (44), and adjoins a chamber (56) and reflects some of the light beams entering the optical element (40) through the beam inlet face (44).

6. Explosion-proof lighting unit (20) according to claim 5, characterised in that the chamber (56) and the receiving space (41) are connected together.

7. Explosion-proof lighting unit (20) according to claim 5 to 6, characterised in that the beam conduction face (55) runs obliquely to the optical axis (A) of the LED (30).

8. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of claims 5 to 7, characterised in that the beam conduction face (55) is configured as an annular closed face.

9. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of the preceding claims, characterised in that the circuit board (34) forms the base (25) of the trough (22).

10. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of the preceding claims,
characterised in that the optical element (40) or optical elements (40) are glued onto the circuit board (34).

11. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of the preceding claims,
characterised in that the beam inlet face (44) and the beam outlet face (46) of the optical element (40) have a constant distance from each other.

12. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of the preceding claims,
characterised in that the beam outlet face (46) is a flat face or a curved face.

13. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of the preceding claims,
characterised in that the optical element (40) has an assigned plurality of LEDs (30) and for each LED (30), a beam outlet face (46) which is delimited by the casting body (49).

14. Explosion-proof lighting unit (20) according to any of the preceding claims,
characterised in that the trough (22) has a protrusion and/or a depression (50) in at least one of its side walls (23) on the inside facing the casting body (49).

Revendications

1. Luminaire (20) antidéflagrant,
comprenant au moins une diode électroluminescente (30) qui est disposée dans un boîtier (22),
comprenant une ligne de raccordement électrique (35) qui est reliée électriquement à la diode électroluminescente (30), au nombre d'au moins une,
comprenant un élément optique (40) qui laisse passer la lumière émise par la diode électroluminescente (30) et présente une face inférieure (42) associée au fond (25) du boîtier (22), l'élément optique (40) présentant un logement (41) qui est ouvert en direction de sa face inférieure (42) et dans lequel est disposée la diode électroluminescente (30), au nombre d'au moins une, un espace (45) étant prévu entre la diode électroluminescente (30) et l'élément optique (40),
comprenant un corps moulé (49), réalisé à partir d'un matériau moulable, qui est disposé dans le boîtier (22), qui n'entoure qu'une partie de l'élément optique (40) et qui est lié par matière au boîtier (22) et à l'élément optique (40),
dans lequel la lumière provenant de la diode électroluminescente (30), au nombre d'au moins une, entre dans l'élément optique (40), par une surface d'entrée de faisceau (44) adjacente au logement (41), et sort par une surface de sortie de faisceau (46) de l'élément optique (40), qui est prévue sur la partie de l'élément optique (40) laissée libre par le corps moulé (49), et
dans lequel la diode électroluminescente (30), au nombre d'au moins une, ou au moins quelques-unes parmi plusieurs diodes électroluminescentes (30) sont disposées sur une carte de circuit imprimé (34) commune,
caractérisé en ce que
la carte de circuit imprimé (34) présente un noyau de carte de circuit imprimé qui présente au moins une zone de bord coudée, laquelle forme une paroi latérale (23, 24) du boîtier (22).

2. Luminaire antidéflagrant (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le luminaire (20) est réalisé avec le type de protection « blindage antidéflagrant » ou « encapsulage ».

3. Luminaire antidéflagrant (20) selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que chaque diode électroluminescente (30) est disposée dans un logement (41) séparé de l'élément optique (40).

4. Luminaire antidéflagrant (20) selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que plusieurs diodes électroluminescentes (30) sont disposées dans un logement (41) de l'élément optique (40), notamment à des distances différentes.

5. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le voisinage de la surface d'entrée de faisceau (44), une surface de guidage de faisceau (55) est réalisée sur l'élément optique (40), qui est adjacente à une chambre (56) et sur laquelle sont réfléchis une partie des faisceaux lumineux entrant dans l'élément optique (40) à travers la surface d'entrée de faisceau (44).

6. Luminaire antidéflagrant (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre (56) et le logement (41) sont reliés l'un à l'autre.

7. Luminaire antidéflagrant (20) selon la revendication 5 ou 6,
caractérisé en ce que la surface de guidage de faisceau (55) s'étend de façon oblique par rapport à l'axe optique (A) de la diode électroluminescente (30).

8. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la surface de guidage de faisceau (55) est réalisée en tant que surface fermée sous forme annulaire.

9. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte de circuit imprimé (34) constitue le fond (25) du boîtier (22).

10. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément optique (40) ou les éléments optiques (40) sont collés sur la carte de circuit imprimé (34).

11. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface d'entrée de faisceau (44) et la surface de sortie de faisceau (46) de l'élément optique (40) présentent une distance constante l'une par rapport à l'autre.

12. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de sortie de faisceau (46) est une surface plane ou une surface courbe.

13. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément optique (40) est associé à plusieurs diodes électroluminescentes (30) et présente pour chaque diode électroluminescente (30) respectivement une surface de sortie de faisceau (46) délimitée par le corps moulé (49).

14. Luminaire antidéflagrant (20) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (22) présente une saillie et/ou un creux (50) dans au moins une de ses parois latérales (23), sur la face interne tournée vers le corps moulé (49).

Zeichnung