Elektrische Schaltungsanordnung, insbesondere Signalleuchte

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung, insbesondere elektrische Signal-Schaltungsanordnung, vorzugsweise Signalleuchte, zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, mit wenigstens einem auf einer Leiterplatte angeordneten elektrischen Bauteil, insbesondere Leuchtmittel, wobei die Leiterplatte aus einem wärmeleitenden Material gefertigt ist. - Bei dem Leuchtmittel handelt es sich vorzugsweise um eine LED.

[0002] Signalleuchten werden üblicherweise eingesetzt, um ein oder mehrere optische Signale abzugeben, die dazu dienen, auf etwaige Gefahren, Besonderheiten etc. hinzuweisen. So werden Signalleuchten zur Meldung und Warnung beispielsweise im Hinblick auf Fehler an Maschinen verwendet. Genauso gut können Signalleuchten aber auch Fluchtwege anzeigen oder auf Werbeflächen hinweisen.

[0003] Bei einer Signalleuchte, wie sie in der DE 102 39 347 A1 beschrieben wird, kommt eine Signalsäule zum Einsatz, welche durch die zylindrische Form einer Leiterplatte mit darauf befindlichen einzeln ansteuerbaren Lumineszenzelementen ausgezeichnet ist. Bei der Leiterplatte handelt es sich um eine flexible Folie, die auf ihrer Außenseite mit einem transparenten Material umhüllt sein kann. Das hat sich grundsätzlich bewährt.

[0004] Sobald jedoch allgemein Leuchtmittel in einem Gehäuse für die Signalleuchte aufgenommen werden sollen, stellt sich im Rahmen spezieller Anwendungen das Problem der Wärmeabfuhr. Das gilt insbesondere für solche Signalleuchten, die in explosionsgefährdeten Bereichen zum Einsatz kommen, also sogenannte explosionsgeschützte Signalleuchten. Denn derartige Leuchten verfügen regelmäßig über eine druckfeste Kapselung des Gehäuses, so dass die Abfuhr von im Gehäuse entstehender Verlustwärme seitens der Leuchtmittel ein Problem darstellt.

[0005] Das gilt natürlich generell für sämtliche Gehäuse von Signalleuchten, weil aufgrund der zumeist geforderten hohen Lichtstärke der Leuchtmittel oftmals mit einem erhöhten Anfall an Verlustwärme gerechnet werden muss. Diese Verlustwärme kann im Inneren des Gehäuses - ob dies nun druckfest gekapselt ist oder nicht - zu einer erhöhten Temperatur gegenüber der Umgebungstemperatur führen.

[0006] Infolge dieser erhöhten Temperatur des Gehäuses ist der Einsatz der Signalleuchte bzw. allgemein der elektrischen Schaltungsanordnung in explosionsgefährdeten Bereichen unter Umständen problematisch. Denn es besteht die Gefahr, dass sich partielle Bereiche des Gehäuses deutlich höher als andere Bereiche erhitzen. Dieser Effekt der sogenannten "Hot-Spots" an der Geräteoberfläche ist bei Signalleuchten in explosionsgeschützter Bauart nicht erwünscht.

[0007] Denn solche heißen Flächen bzw. "Hot-Spots" können Zündquellen für die Umgebungsatmosphäre in explosionsgefährdeten Bereichen darstellen. Das gilt nicht nur für bestimmte Gasgemische oder das Auftreten von zündfähigen Gasen, sondern auch für beispielsweise brennbare Stäube bei der Verarbeitung von Pulvern. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass je geringer der gegebene Abstand zwischen der zugehörigen Wärmequelle und der Oberfläche bemessen ist, desto höher ist die partielle Erwärmung durch Strahlung und Konvektion. Das heißt, das Auftreten der beschriebenen "Hot-Spots" wird durch einen geringen Abstand zwischen der Wärmequelle und der Oberfläche und eine unzureichende Wärmeabfuhr der Oberfläche begünstigt.

[0008] Im Übrigen resultieren aus der erhöhten Temperatur des Gehäuses gegenüber der Umgebungstemperatur weitere Unzuträglichkeiten, welche sich insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit negativ bemerkbar machen, nämlich in dem letztlich Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringt oder sich in diesem verstärkt niederschlägt .Das ist oft dann der Fall, wenn die Signalleuchte (nicht) mehr in Betrieb ist. Jedenfalls stellen sich zum Teil erhebliche Temperaturunterschiede und demzufolge Druckunterschiede zwischen der Signalleuchte und der Umgebung ein, die zu den beschriebenen Negativeffekten führen können.

[0009] Im Stand der Technik nach der GB 2 438 467 A wird die jeweilige Leiterplatte mit dem darauf befindlichen Leuchtmittel, respektive den LEDs auf einem Kühlblock angeordnet. Daraus resultiert eine ausladende Bauweise, die hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten beschränkt ist. - Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.

[0010] Im gattungsbildenden Stand der Technik nach der WO2005/059436 A1 ist bei einer elektrischen Schaltungsanordnung zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen mit mehreren auf einer Leiterplatte angeordneten Leuchtdioden vorgesehen, dass die Leiterplatte aus einem wärmeleitenden Material gefertigt ist und von einem Gehäuseeinsatz aus ebenfalls einem wärmeleitenden Material getragen wird, wobei der Gehäuseeinsatz im Wesentlichen zweiteilig mit einem Einsatzfuß und einem die Leiterplatte tragenden Einsatzkopf ausgebildet ist.

[0011] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine elektrische Schaltungsanordnung, vorzugsweise eine Signalleuchte, des oben beschriebenen Aufbaus so weiter zu entwickeln, dass der Temperatur- und folglich auch Druckunterschied zwischen der Signalleuchte bzw. einem zugehörigen Gehäuse und der Umgebung möglichst gering bemessen ist, wobei zudem das Auftreten von "Hot-Spots" vermeiden werden soll.

[0012] Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einer gattungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung, vorzugsweise einer Signalleuchte, zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen, dass der Einsatzkopf zur besseren Wärmeabfuhr als Hohlkörper ausgebildet ist, in welchen der Einsatzfuß zu seiner Halterung eingreift.

[0013] Dabei meint (gut) wärmeleitendes Material im Rahmen der Erfindung üblicherweise ein solches, welches über eine (große) Wärmeleitfähigkeit von mehr als 20 W/(m • K) verfügt. Insbesondere kommen sogar primär Materialien mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 100 W/(m • K) und vorzugsweise solche mit mehr als 200 W/(m • K) zum Einsatz. Derartige Werte für die Wärmeleitfähigkeit werden regelmäßig nur von guten Wärmeleitern erreicht, überwiegend von Metallen. Dabei schlägt die Erfindung vorzugsweise den Einsatz eines Leichtmetalls vor, also eines solchen Metalls mit einer Dichte unterhalb von 5 g/cm³.

[0014] In diesem Zusammenhang haben sich als Werkstoffe für die Leiterplatte besonders Metalle wie Aluminium oder auch Aluminiumlegierungen als günstig erwiesen. Grundsätzlich können aber auch Kupfer und Legierungen wie Messing zum Einsatz kommen, bei denen es sich dann allerdings nicht (mehr) um Leichtmetalle in obigem Sinne handelt, was ohnehin nur als Option zu verstehen ist.

[0015] Um das Leuchtmittel und seine Kontakte von der Leiterplatte aus Metall zu isolieren, ist die fragliche Metall-Leiterplatte leuchtmittelseitig mit einer aufgebrachten Isolierung ausgerüstet. Darüber hinaus mag eine Kupferkaschierung auf die Leiterplatte aufgebracht werden, welche die nötigen elektrischen Anschlusspunkte und Verbindungen für das Leuchtmittel auf der Leiterplatte zur Verfügung stellt und die Voraussetzung für einen (automatisierten) Lötvorgang zur Anbringung des Leuchtmittels auf der Leiterplatte schafft. Tatsächlich handelt es sich bei dem Leuchtmittel nämlich vorteilhaft um eine Leuchtdiode (LED), und zwar insbesondere eine solche in SMD-Technik (SMD = surfacemounted device), also eine SMD-LED.

[0016] D. h., die fragliche Leuchtdiode wird auf die Oberfläche der Leiterplatte aufgebracht und hier kontaktiert und es werden beispielsweise keine Leiterbeine durch die Leiterplatte hindurchgeführt. Für die Kontaktierung des Leuchtmittels und dessen Ansteuerung sorgt dabei die aufgebrachte Kupferkaschierung. Die ebenfalls oberseitig auf der Leiterplatte vorhandene Isolierung stellt den notwendigen elektrischen Widerstand her.

[0017] Dabei ist der Aufbau in der Regel so gestaltet, dass die Leiterplatte aus Metall bzw. Aluminium leuchtmittelseitig zunächst die Isolierung bzw. eine Isolationsschicht und darauf die bereits angesprochene Kupferkaschierung trägt, die ihrerseits dann das auf der Oberfläche montierte Leuchtmittel aufnimmt. An ihrer dem Leuchtmittel abgewandten Seite bzw. Oberfläche ist die Leiterplatte vorteilhaft mit einem Gehäuseeinsatz verbunden bzw. wird von diesem Gehäuseeinsatz getragen.

[0018] Dadurch, dass der Gehäuseeinsatz ebenfalls aus einem wärmeleitenden Material hergestellt ist, wird gewährleistet, dass etwaige bei der Lichterzeugung mit Hilfe des Leuchtmittels entstehende Verlustwärme unmittelbar über die metallische Leiterplatte an den ebenfalls metallischen Gehäuseeinsatz per Wärmeleitung abgegeben wird. Vergleichbares gilt natürlich für den Fall, dass anstelle des Leuchtmittels ein anderes elektrisches respektive elektronisches Bauteil auf der fraglichen metallischen Leiterplatte angeordnet ist, beispielsweise ein Lautsprecher, der als Signallautsprecher fungieren mag. In jedem Fall wird die von dem fraglichen elektrischen respektive elektronischen Bauteil zwangsläufig abgegebene Verlustwärme erfindungsgemäß unmittelbar über die metallische Leiterplatte an den Gehäuseeinsatz und schließlich das Gehäuse weitergeleitet.

[0019] Dadurch erfolgt insgesamt eine zügige Wärmeableitung und eine wirksame Wärmeverteilung ausgehend von der Wärmequelle bzw. dem elektrischen/elektronischen Bauteil über eine große Oberfläche. Damit wird die Entstehung der bereits zuvor erläuterten "Hot-Spots" schon dem Grunde nach verhindert.

[0020] Weil der Gehäuseeinsatz über eine relativ große Oberfläche verfügt, fungiert dieser bereits aus sich heraus als Temperatursenke. Die Wärmeleitung wird für den Fall noch verbessert, dass der fragliche Gehäuseeinsatz mit dem Gehäuse verbunden ist. Denn üblicherweise ist das Gehäuse zum großen Teil ebenfalls aus Metall gefertigt, so dass die Wärme über den Gehäuseeinsatz in diesem Fall zusätzlich noch an das Gehäuse per Wärmeleitung abgegeben und von hier aus durch Wärmestrahlung oder Wärmekonvektion in Verbindung mit der Umgebungsluft nach außen verteilt wird.

[0021] Dabei wird man insgesamt mit Materialien bzw. Metallen für die Leiterplatte, den Gehäuseeinsatz und das Gehäuse arbeiten, die über vergleichbare bzw. gleiche Wärmeleitfähigkeiten verfügen, um einen ungehinderten Wärmestrom zu gewährleisten. Hier hat sich Aluminium als gemeinsamer Werkstoff als günstig erwiesen.

[0022] Dabei wird der Wärmefluss durch Wärmeleitung zwischen der metallischen Leiterplatte und dem ebenfalls metallischen Gehäuseeinsatz noch dadurch unterstützt bzw. gefördert, dass zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuseeinsatz eine Wärmeleitpaste für eine hohe Wärmeleitfähigkeit sorgt. Jedenfalls steht die Leiterplatte thermisch mit dem Gehäuseeinsatz und diese wiederum thermisch mit dem Gehäuse in Verbindung, so dass ein ununterbrochener Wärmestrom von dem Leuchtmittel über die Leiterplatte, den Gehäuseeinsatz schließlich zum Gehäuse beobachtet wird. Dabei findet eine zunehmende Oberflächenvergrößerung statt, so dass von jedem einzelnen Bauteil Wärme vorteilhaft durch Wärmestrahlung und Konvektion an die Umgebungsatmosphäre abgegeben werden kann, und zwar zunehmend von der Leiter platte bis zum Gehäuse.

[0023] Der Gehäuseeinsatz ist meistens über den Einsatzfuß mit dem Gehäuse (thermisch) verbunden. Der als Hohlkörper ausgebildete Einsatzkopf mag über eine eckige Gestalt im Sinne eines Dreiecks, Vierecks, Fünfecks, vorzugsweise eines Sechsecks usw. verfügen. Denn solche Vielecke stellen mit ihren Seitenflächen vorteilhaft Befestigungsflächen für mehrere Leiterplatten zur Verfügung.

[0024] Tatsächlich ist der Einsatzkopf meistens als sechseckiges Hohlprisma ausgeführt, verfügt also über eine angenähert hohlzylindrische Gestalt im Inneren und eine sechseckige Ausbildung auf seiner Außenoberfläche. Dadurch kann auf jeder der sechs Seitenflächen jeweils eine Leiterplatte mit zugehörigem Leuchtmittel aufgenommen werden, so dass die Leuchtmittels insgesamt einen Lichtabstrahlwinkel von 360° problemlos überstreichen. Denn die eingesetzten LED's verfügen über Abstrahlwinkel von allgemein 30° bis 90° oder noch mehr. D. h., die mehreren Leiterplatten sind meistens so räumlich angeordnet, dass eine Rundum-Lichtabstrahlung erreicht wird, d. h. eine solche, die einen Winkel von 360° überstreicht, was für die meisten Signalleuchten von besonderer Bedeutung ist.

[0025] Schlussendlich ist zur besseren Wärmeabfuhr vorgesehen, dass der Hohl- bzw. hohtzylindrisch ausgeführte Einsatzkopf auf einen Steg des Einsatzfußes aufgesetzt ist bzw. der Einsatzfuß mit diesem Steg in den Einsatzkopf eingreift. Dadurch kann der Einsatzkopf unschwer mit dem Einsatzfuß montiert werden, nämlich beispielsweise dergestalt, dass der Einsatzkopf über Nuten verfügt, in welche der Steg am Einsatzkopf eingreift, wenn der Einsatzkopf auf den Einsatzfuß aufgesteckt wird. Hinzu kommt, dass insgesamt eine große Oberfläche durch die hohle Gestaltung des Einsatzkopfes zur Verfügung steht und im Übrigen die Wärme vom Einsatzkopf unschwer zum Einsatzfuß hin weitergeleitet wird.

[0026] Im Ergebnis steht eine elektrische Schaltungsanordnung respektive insbesondere eine Signalleuchte zur Verfügung, die durch die beschriebene und besonders ausgeklügelte Wärmeabfuhr für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen besonders prädestiniert ist. Denn die im Innern des Gehäuses unvermeidbar entstehende Verlustwärme infolge der elektrischen/elektronischen Bauteile bzw. der Leuchtmittel wird schnell abgeführt und über eine sich in der Regel vergrößernde Oberfläche in Richtung des Wärmeflusses an die Umgebung abgegeben. Dadurch wird im Ergebnis nicht nur die Entstehung der bereits beschriebenen "Hot-Spots" verhindert, sondern kann die Temperatur des Gehäuses auf Werte reduziert werden, die nicht wesentlich oberhalb der Umgebungstemperatur angesiedelt sind, beispielsweise Werte von ca. 60° C nicht überschreiten. Meistens liegt die Temperatur des Gehäuses sogar noch weit darunter, beispielsweise unterhalb von 50° C.

[0027] Dieser verringerte Temperaturunterschied des Gehäuses im Vergleich zur Umgebungstemperatur und das Fehlen von "Hot-Spots" verhindert, dass in der Umgebung gegebenenfalls vorhandene und zündfähige Gase oder Stäube zur Explosion gebracht werden. Damit ist die beschriebene Schaltungsanordnung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen besonders prädestiniert. Außerdem führt der verringerte Temperaturunterschied des Gehäuses im Vergleich zur Umgebung dazu, dass Feuchtigkeitsbildung im Innern oder das Eindringen von Feuchtigkeit durch Druckunterschiede ins Innere weitgehend unterbunden wird. Das steigert die Lebensdauer und Funktionssicherheit der elektrischen Schaltungsanordnung insgesamt.

[0028] Das erreicht die Erfindung im Kern dadurch, dass das elektrische bzw. elektronische Bauteil bzw. Leuchtmittel auf der Leiterplatte aus dem wärmeleitenden Material, insbesondere der metallischen Leiterplatte, aufgenommen wird. Die leiterplatte Ihrerseits leitet die entstehende Wärme an den ebenfalls gut wärmeleitenden bzw. metallischen Gehäuseeinsatz weiter. hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.

[0029] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1

die erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung in Gestalt einer Signalleuchte schematisch,

Fig. 2

den Gehäuseeinsatz entsprechend der Fig. 1 in einer Seiten- ansicht und

Fig. 3

eine Aufsicht auf den Gehäuseeinsatz nach Fig. 2 aus Richtung X.

[0030] In den Figuren ist eine elektrische Schaltanordnung in Gestalt einer Signalleuchte dargestellt, die über ein Gehäuse 1 verfügt. Im Innern des Gehäuses 1 findet sich ein auf einer Leiterplatte 4 angeordnetes elektrisches respektive elektronisches Bauteil 3. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist das fragliche Bauteil 3 als Leuchtmittel 3 ausgebildet. Das Gehäuse 1 ist im Wesentlichen zweiteilig mit einem Gehäusefuß 1a und einem mehr oder minder transparenten Gehäusekopf 1b ausgestaltet. Der transparente Gehäusekopf 1b stellt sicher, dass das von dem Leuchtmittel 3 im Innern des Gehäuses 1 abgestrahlte Licht die erforderliche Signal- oder Warnfunktion wahrnehmen kann, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde. Das hießt, bei der elektrischen Schaltungsanordnung handelt es sich um eine elektrische Signal-Schaltungsanordnung und hier vorzugsweise um die in den Figuren näher dargestellte Signalleuchte.

[0031] Dabei ist im Detail das Leuchtmittel 3 auf der Leiterplatte 4 angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Leiterplatte 4 aus einem wärmeleitenden Material gefertigt, also einem solchen Werkstoff hergestellt, der über eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 20 W/(m • K) verfügt. Üblicherweise handelt es sich um eine metallische Leiterplatte 4, vorzugsweise eine solche aus Aluminium, also um eine Aluminium-Leiterplatte 4.

[0032] Als Leuchtmittel 3 kommen mehrere räumlich angeordnete Leuchtdioden 3 zum Einsatz, und zwar vorteilhaft LED's in SMD-Technik. Dabei sind die Leuchtmittel 3 kreisförmig im Vergleich zu einer zentralen Achse A des Gehäuses 1 angeordnet, gegenüber welcher das Gehäuse 1 rotationssymmetrisch ausgeführt ist. Auf diese Weise wird das von den LED's bzw. Leuchtmitteln 3 abgestrahlte Licht in sämtliche Raumrichtungen ausgestrahlt, so dass in Verbindung mit dem transparenten Gehäusekopf 1b des Gehäuses 1 eine Rundum-Lichtabstrahlung gewährleistet ist.

[0033] Den Detailaufbau erkennt man am besten anhand des in Fig. 3 vergrößert dargestellten Schnittbildes. Hieraus lässt sich zunächst einmal entnehmen, dass die Leiterplatte 4 von einem Gehäuseeinsatz 5 getragen wird und thermisch mit diesem verbunden ist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Leiterplatte 4 selbst ist mit ihrer dem Leuchtmittel 3 abgewandten Oberfläche mit dem fraglichen Gehäuseeinsatz 5 verbunden, und zwar vorliegend unter Zwischenschaltung einer Wärmeleitpaste 6 oder einem vergleichbaren Material oder Fluid zur Reduzierung des Wärmeübergangswiderstandes zwischen der Leiterplatte 4 und dem Gehäuseeinsatz 5. Anstelle oder zusätzlich zur Wärmeleitpaste 6 kann die Leiterplatte 4 an ihrer dem Gehäuseeinsatz 5 zugewandten Oberfläche auch mit einer die Wärmeleitung fördernden Kupferbeschichtung oder einer anderen Beschichtung ausgerüstet werden. Das ist jedoch nicht dargestellt.

[0034] Der Aufbau der dem Leuchtmittel 3 zugewandten Oberfläche der Leiterplatte 4 stellt sich anhand der Fig. 3 wie folgt dar. Zunächst einmal verfügt die Leiterplatte 4 leuchtmittelseitig bzw. an der dem Leuchtmittel 3 zugewandten Oberfläche über eine aufgebrachte Isolationsschicht 7, welche für die notwendige elektrische Isolation von Zuleitungen zu dem Leuchtmittel 3 und von dem Leuchtmittel 3 als solchem im Vergleich zur Leiterplatte 4 sorgt. Die Isolationsschicht 7 mag als Lack, Pulverbeschichtung, Kunststoffbeschichtung etc. ausgeführt sein. Daran anschließend findet sich in Richtung auf das Leuchtmittel 3 eine Kupferbeschichtung 8 bzw. allgemein eine Leitfähigkeitsbeschichtung 8, welche die erforderlichen Zuleitungen und Anschlusspunkte für das jeweilige Leuchtmittel 3 zur Verfügung stellt.

[0035] Dabei ist das Leuchtmittel 3 unmittelbar auf dieser Leitfähigkeits- bzw. Kupferbeschichtung 8 aufgebracht. Zusätzlich auf die Kupferbeschichtung bzw. Leitfähigkeitsbeschichtung 8 aufgetragener Lötstopplack 9 sorgt optional beim automatisierten Lötvorgang dafür, dass eine einwandfreie Lötverbindung des Leuchtmittels 3 mit den Anschlusspunkten bzw. Leiterbahnen seitens der Leitfähigkeits- bzw. Kupferbeschichtung 8 erzielt wird. Das stellt natürlich insgesamt nur eine Option dar.

[0036] Entscheidend ist die Tatsache, dass etwaige mit der Lichterzeugung des Leuchtmittels 3 verbundene Verlustwärme unmittelbar von der metallischen Leiterplatte 4 per Wärmeleitung über die Wärmeleitpaste 6 an den Gehäuseeinsatz 5 übertragen wird. Da der Gehäuseeinsatz 5 ausweislich der Fig. 1 und 2 bereits über eine relativ große Oberfläche verfügt, kann die betreffende Verlustwärme problemlos über eine große Oberfläche abgestrahlt werden bzw. wird über Konvektion an die umgebende Atmosphäre bzw. Außenluft übertragen. Dabei wird der Wärmefluss noch dadurch optimiert, dass der Gehäuseeinsatz 5 mit dem Gehäuse 1 thermisch verbunden ist, beispielsweise mit diesem verschraubt wird. Dadurch kommt es zu einer nochmaligen Vergrößerung der wärmeabgebenden Oberfläche, nämlich in Gestalt des aus Metall gefertigten Gehäusefußes 1a. - Aus Gründen eines gleichmäßigen Wärmestromes wird man den Gehäuseeinsatz 5 ebenso wie das Gehäuse 1 im Allgemeinen aus Aluminium herstellen.

[0037] Anhand einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 erkennt man, dass der Gehäuseeinsatz 5 insgesamt zweiteilig mit einem Einsatzfuß 5a und einem Einsatzkopf 5b ausgebildet ist, welcher die jeweilige Leiterplatte 4 bzw. die mehreren Leiterplatten 4 trägt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend ist der Einsatzkopf 5b im Querschnitt als Vieleck mit jeweils Seitenflächen 10 ausgebildet, die jeweils eine Leiterplatte 4 tragen. Tatsächlich ist die jeweilige Leiterplatte 4 mittels einer Schraube 11 mit der jeweiligen Seitenfläche 10 des Einsatzkopfes 5b verschraubt. Jeweils oberhalb und unterhalb der Schraube 11 findet sich ein Leuchtmittel 3.

[0038] Die Leiterplatten 4 liegen jeweils plan unter Zwischenschaltung der Wärmeleitpaste 6 an den Seitenflächen 10 an, wobei die Leuchtmittel 3 vorteilhaft über eine vertikale Anordnung in Richtung der Achse A verfügen, was allerdings nicht zwingend ist.

[0039] Anhand der Fig. 3 erkennt man des Weiteren, dass der Einsatzkopf 5b als Hohlkörper ausgebildet ist, in welchen der Einsatzfuß 5a eingreift. Dazu verfügt der Einsatzfuß 5a kopfseitig über einen Steg 12, welcher in zugehörige Nuten 13 des Einsatzkopfes 5b eingreift bzw. ist der Einsatzkopf 5b auf den fraglichen Steg 12 des Einsatzfußes 5a aufgesteckt, was die Montage erleichtert. Außerdem wird hierdurch bereits der erforderliche thermische bzw. Wärmekontakt zwischen dem Einsatzkopf 5b und dem Einsatzfuß 5a zur Verfügung gestellt.

[0040] Die Leuchtmittel 3 bzw. LED's können einfarbig oder verschiedenfarbig ausgestaltet sein. Selbstverständlich werden auch Weißlicht-LED's von der Erfindung umfasst. Durch eine mögliche Farbwahl bei den LED's im Sinne von Gelb, Rot, Grün und/oder Blau kann darauf verzichtet werden, den Gehäusekopf 1 b bzw. die Transparentabdeckung an dieser Stelle einzufärben. Dennoch lässt sich die Signalfunktion mit einer entsprechenden Farbe oder auch mehreren Farben wunschgemäß flankieren.

[0041] Des Weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, bei Bedarf die jeweilige metallische Leiterplatte 4 und/oder den Gehäuseeinsatz 5 und/oder das Gehäuse 1 im Ganzen ergänzend zu kühlen. Das kann mit Hilfe von Peltier-Elementen erfolgen. - Dadurch, dass die einzelnen Leiterplatten 4 mit Hilfe von Steckern 14 kontaktiert werden, gestaltet sich der Aufbau besonders einfach. Denn der Gehäusefuß 5a des Gehäuseeinsatzes 5 dient nicht nur zur Wärmeleitung und Wärmeabfuhr, sondern ergänzend dazu, Zuleitungen 15 für die Leuchtmittel 3 zu bündeln und zu führen. Nach dem Aufstecken des Einsatzkopfes 5b stellen dabei die Stecker 14 die erforderliche elektrische Verbindung her.

Ansprüche

1. Elektrische Schaltungsanordnung, insbesondere elektrische Signal-Schaltungsanordnung, vorzugsweise Signalleuchte, zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, mit wenigstens einem auf einer Leiterplatte (4) angeordneten elektrischen Bauteil (3), insbesondere Leuchtmittel (3), wobei die Leiterplatte (4) aus einem wärmeleitenden Material gefertigt ist, wobei

- die Leiterplatte (4) von einem Gehäuseeinsatz (5) aus ebenfalls einem wärmeleitenden Material getragen wird, wobei

- der Gehäuseeinsatz (5) im Wesentlichen zweiteilig mit einem Einsatzfuß (5a) und einem die Leiterplatte (4) tragenden Einsatzkopf (5b) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass

- der Einsatzkopf (5b) zur besseren Wärmeabfuhr als Hohlkörper ausgebildet ist, in welchen der Einsatzfuß (5a) zu seiner Halterung eingreift.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 20 W/(m • K), insbesondere mehr als 100 W/(m • K), vorzugsweise mehr als 100 W/(m • K) und besonders bevorzugt mehr als 200 W/(m • K) aufweist.

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) aus einem Metall mit leuchtmittelseitig aufgebrachter Isolierung (7) hergestellt ist.

4. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Metall für die Herstellung der Leiterplatte (4) um ein Leichtmetall mit einer Dichte unterhalb von 5 g/cm³ handelt.

5. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) thermisch mit einem Gehäuse (1) verbunden ist.

6. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (5) mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.

7. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leiterplatten (4) mit zugehörigen Bauteilen (3) realisiert sind, die eine insgesamt kreisförmige und räumliche Anordnung im Vergleich zu einer Achse (A) aufweisen.

Claims

1. An electrical circuit arrangement, in particular an electrical signal circuit arrangement, preferably a signal lamp, for deployment in regions at risk of explosions, with at least one electrical component (3) arranged on a conductor plate (4), in particular an illuminant (3), wherein the conductor plate (4) is produced from a heat conducting material, wherein

- the conductor plate (4) is carried by a housing insert (5), similarly of a heat conducting material, wherein

- the housing insert (5) is essentially designed in two parts with an insert foot (5a) and an insert head (5b) carrying the conductor plate (4),

characterised in that

- the insert head (5b) is designed for purposes of better heat dissipation as a hollow body in which the insert foot (5a) engages to its mounting.

2. The electrical circuit arrangement in accordance with Claim 1, characterised in that the conductor plate (4) has a thermal conductivity of more than 20 W/(m•K), in particular, more than 100 W/(m•K), preferably more than 100 W/(m•K), and particularly preferably more than 200 W/(m•K).

3. The electrical circuit arrangement in accordance with Claims 1 or 2, characterised in that the conductor plate (4) is manufactured from a metal with insulation (7) applied on the side of the illuminants.

4. The electrical circuit arrangement in accordance with Claim 3, characterised in that the metal for the manufacture of the conductor plate (4) takes the form of a light metal with a density of less than 5 g/cm³.

5. The electrical circuit arrangement in accordance with one of the Claims 1 to 4, characterised in that the conductor plate (4) is thermally connected with a housing (1).

6. The electrical circuit arrangement in accordance with one of the Claims 1 to 5, characterised in that the housing insert (5) is connected with the housing (1).

7. The electrical circuit arrangement in accordance with one of the Claims 1 to 6, characterised in that a plurality of conductor plates (4) with related components (3) are implemented; collectively these have a circular-shaped and spatial arrangement with respect to an axis (A).

Revendications

1. Agencement de circuit électrique, en particulier agencement de circuit électrique de signalisation, de préférence lampe de signalisation, destiné à être utilisé dans des zones exposées à des risques d'explosion, comprenant au moins un composant (3) électrique disposé sur une plaque de circuits imprimés (4), en particulier un moyen d'éclairage (3), la plaque de circuits imprimés (4) étant fabriquée à base d'un matériau thermo-conducteur

- la plaque de circuits imprimés (4) étant portée par un insert de boîtier (5) à base également d'un matériau thermoconducteur

- l'insert de boîtier (5) étant conçu principalement en deux parties avec un pied d'insertion (5a) et une tête d'insertion (5b) portant la plaque de circuits imprimés (4),

caractérisé en ce que

- la tête d'insertion (5b) est conçue pour une meilleure évacuation de chaleur sous forme de corps creux dans lequel le pied d'insertion (5a) s'engage pour sa fixation.

2. Agencement de circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de circuits imprimés (4) présente une conductibilité thermique supérieure à 20 W/(m • K), en particulier supérieure à 100 W/(m • K), de préférence supérieure à 100 W/(m • K), avec une préférence particulière supérieure à 200 W/(m • K).

3. Agencement de circuit électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque de circuits imprimés (4) est fabriquée à base d'un métal présentant une isolation (7) appliquée côté moyen d'éclairage.

4. Agencement de circuit électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que, en ce qui concerne le métal pour la fabrication de la plaque de circuits imprimés (4), il s'agit d'un métal léger présentant une densité inférieure à 5 g/cm³.

5. Agencement de circuit électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque de circuits imprimés (4) est reliée thermiquement à un boîtier (1).

6. Agencement de circuit électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'insert de boîtier (5) est relié au boîtier (1).

7. Agencement de circuit électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que plusieurs plaques de circuits imprimés (4) sont réalisées avec des composants spécifiques (3), qui présentent un agencement globalement de forme circulaire et spatial par rapport à un axe (A).

Zeichnung