LEUCHTE UND VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Leuchten umfassend eine Leiterplatte, auf der zumindest ein Leuchtmittel, vorzugsweise in Form eines LED-Packages, angeordnet ist, sowie eine Linse, die über dem Leuchtmittel auf der genannten Leiterplatte vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft hierbei insbesondere die Befestigung des Linsenkorpus an der das Leuchtmittel tragenden Leiterplatte, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Leuchte mit einer an einer Leiterplatte befestigten Linse.

[0002] Es sind Leuchten bekannt, bei denen Leuchtmittel wie beispielsweise LEDs oder andere punktförmige Lichtquellen auf einer Leiterplatte bzw. Platine montiert werden, von der her die Leuchtmittel mit Strom versorgt werden. Um die Lichtausbreitung bzw. Lichtverteilung in der gewünschten Weise steuern zu können, werden hierbei den Leuchtmitteln oftmals Linsen vorgeschaltet, die über den Leuchtmitteln sitzen und dementsprechend auf bzw. vor der genannten Leiterplatte angeordnet sind. Um auch das seitlich von den Leuchtmitteln abgestrahlte Licht einzufangen, können die Linsen auf ihrer der Leiterplatte zugewandten Stirnseite eine Vertiefung bzw. Ausnehmung besitzen, mit der die Linsen zumindest ein Stück weit über die Leuchtmittel gestülpt werden können, so dass die Linsen sehr nahe an der Leiterplatte zu liegen kommen. Um die von den Linsen erreichte Lichtverteilung exakt steuern zu können, ist eine maßgenaue und exakte Positionierung der Linsen relativ zu den Leuchtmitteln wichtig, wobei einerseits eine exakte Position des Leuchtmittels im Zentrum bzw. im gewünschten Lagepunkt relativ zur Linse angestrebt wird und andererseits die Linse gegenüber der Leiterplatte nicht verkippt sein soll, da die Leiterplatte die Orientierung der Leuchte bei der Montage und damit die Ausrichtung der Linsen bestimmt.

[0003] Die Schrift DE 10 2008 055 936 zeigt die Befestigung einer Linse an der Leiterplatte einer LED mittels Schnappverbindungen, insbesondere mittels einer die Linse umgreifenden Drahtspange, die unter einen Vorsprung der Leiterplatte einhakbar ist. Die Schrift GB 23 91 702 zeigt honigwabenartig geformte Linsenhalter, mittels derer Linsen auf einer LED-Leiterplatte fixiert werden können. Die Linsen sind dabei in die Linsenhalter einklipsbar, um wieder lösbar zu sein, während die Verbindung des Linsenhalters mit der Leiterplatte durch Einklipsen oder Vernieten von durch die Leiterplatte gesteckten Füßen erfolgen soll.

[0004] Die exakte Positionierung und Ausrichtung der Linsen bei solchen Leuchten mit Leiterplatte ist jedoch nicht ohne weiteres in einfacher Weise zu erreichen, da die Linsenhalterung einerseits die optische Funktion der Linse nicht beeinträchtigen sollte und andererseits auf das Material der Linse abgestimmt sein muss. Insbesondere sollen die Lichteintritts- und Lichtaustrittsflächen der Linse nicht von der Linsenhalterung verdeckt sein. Andererseits bestehen Linsen üblicherweise aus Glas oder transparenten Hartkunststoffen oder Silikone, die nicht ohne weiteres an der Leiterplatte selbst befestigbar sind. Insofern werden bislang häufig Linsenhalter verwendet, die die Linsen umfangsseitig umschließen und separat an Leuchtenträgerbauteilen montiert werden, die zusammen mit der Leiterplatte an einem Leuchtengehäuse oder Trägerteil befestigt werden. Hierbei treten jedoch Probleme bei der exakten Ausrichtung und Positionierung auf. Zum anderen werden durch eine entsprechende Anzahl von Montageschritten die Fertigungszeiten beeinträchtigt.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Leuchte sowie ein verbessertes Herstellverfahren jeweils der genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Vorzugsweise soll bei kurzen Fertigungszeiten mit wenigen Montageschritten eine exakte Positionierung und Ausrichtung der Linse relativ zum Leuchtmittel und der Leiterplatte erreicht werden.

[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Leuchte nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchte nach Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0007] Es wird also vorgeschlagen, die Linse an der Leiterplatte festzulöten. Um trotz an sich ungeeigneten Materials der Linse ein solches Festlöten zu ermöglichen, wird an der Linse ein lötfähiger Linsenhalter angebracht, der materialinhomogen zum Linsenmaterial ist und an der Leiterplatte festgelötet werden kann. Erfindungsgemäß besitzen die Befestigungsmittel zur Befestigung des Linsenkorpus an der Leiterplatte einen Linsenhalter aus einem lötfähigen Material, der direkt an den Linsenkorpus angeformt und an der Leiterplatte festlötbar ist. Der Halteabschnitt des Linsenhalters kann durch Eingießen bzw. Umspritzen an den Linsenkorpus angeformt sein bzw. kann der Linsenkorpus an den Linsenhalter angegossen bzw. angespritzt oder in anderer Weise stoffschlüssig an den Linsenhalter angeformt werden. Hierdurch kann die Linse sehr nahe bzw. unmittelbar an der Leiterplatte positioniert werden, so dass das Leuchtmittel von der Linse nahezu vollständig umgriffen werden kann und auch seitlich abgestrahltes Licht vollständig in die Linse geleitet werden kann. Gleichzeitig wird eine hohe Präzision bezüglich Ausrichtung und Positionierung der Linse relativ zum Leuchtmittel und zur Leiterplatte erzielt.

[0008] Insbesondere können das Leuchtmittel und die Linse vorteilhafterweise gemeinsam in einem Vorbereitungsschritt an der Leiterplatte positioniert und zueinander ausgerichtet werden und sodann, wenn das Leuchtmittel und die Linse an der Leiterplatte positioniert und ausgerichtet sind, in einem gemeinsamen Fügeschritt an der Leiterplatte festgelötet werden. Hierdurch entfallen zusätzliche Montageschritte wie Umspannen von Leiterplatte und Linse, da in einem Aufspannschritt gearbeitet werden kann, und auf unterschiedliche Befestigungsschritte bzw. Befestigungsvorrichtungen wie Lötvorrichtung einerseits und Schweiß- oder Klebevorrichtung andererseits verzichtet werden kann.

[0009] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Linsenhalter durch einen Urform- oder Umformschritt an der Linse befestigt werden, wobei insbesondere die Befestigung des Linsenhalters am Linsenkorpus während des Ur- und/oder Umformens der Linse, insbesondere während des Gießens oder Spritzens der Linse erfolgen kann derart, dass der Linsenhalter mit einem oder mehreren Halteabschnitten ein- oder mehrseitig an das Material des Linsenkorpus angebunden und/oder allseitig vom Linsenmaterial umschlossen wird. Durch Eingießen oder Angießen bzw. Umspritzen oder Anspritzen des Linsenhalters können nicht nur zusätzliche Montageschritte zur Befestigung des Linsenhalters am Linsenkorpus nach dessen Fertigung vermieden werden, sondern auch die beeinträchtigten bzw. verdeckten Abschnitte der Linse minimiert und die optischen Eigenschaften beeinträchtigende Zusatzmaterialien wie Klebstofffugen vermieden werden.

[0010] Beispielsweise kann der Linsenhalter mit seinem Halteabschnitt in eine Guss- bzw. Spritzgussform eingelegt werden, beispielsweise derart, dass der Halteabschnitt einen Teil der Wandung der Gussform bildet bzw. an dieser anliegt, so dass beim Einbringen des Linsenmaterials der Halteabschnitt des Linsenhalters integral an den Linsenkorpus angeformt bzw. in diesen eingeformt wird. Hierbei entsteht eine stoffschlüssige bzw. stoffschlussähnliche Verbindung direkt zwischen dem Halteabschnitt und dem Material des Linsenkorpus, beispielsweise durch atomare oder molekulare Bindungen zwischen den Materialien und/oder auch durch Mikroformschluss im Sinne eines mikroskopischen oder auch makroskopischen Verhakens des einfließenden Linsenmaterials an der bzw. in die Oberflächenstruktur und dort eventuell vorhandenen Poren und Rauheiten, so dass sich das Linsenmaterial beim Verfestigen am Halteabschnitt des Linsenhalters anbindet. Ähnlich wie dies beim Zweikomponenten-Spritzgießen bekannt ist, kann der Halteabschnitt des Linsenhalters unmittelbar am Material des Linsenkorpus angebunden werden.

[0011] Das Anformen des Linsenhalters am Linsenkorpus kann dabei nicht nur unmittelbar beim Urformen bzw. Umformen des Linsenkorpus erfolgen, sondern gegebenenfalls auch in einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt, beispielsweise dergestalt, dass das Linsenmaterial zumindest partiell wieder aufgeschmolzen wird, beispielsweise mittels Laserstrahlung, um den dann gegen das aufgeschmolzene Material des Linsenkorpus gedrückten Halteabschnitt sozusagen am Linsenkorpus festzuschweißen. Das sich wiederverfestigende Linsenmaterial bindet den Linsenhalter an sich. Auch hierdurch kann eine unmittelbare Anbindung des Linsenhalters an den Linsenkorpus erfolgen, der eine präzise Positionierung ermöglicht.

[0012] Wird die Linse in anderer Weise gefertigt, beispielsweise durch Drücken, kann der Linsenhalter vorteilhafterweise ebenfalls gleich bei der Formung bzw. Herstellung der Linse in diese eingeformt bzw. integriert werden.

[0013] Der genannte Linsenhalter aus lötfähigem Material kann grundsätzlich aber auch in anderer Art und Weise an dem Linsenkorpus befestigt werden. Beispielsweise kann der genannte Linsenhalter, ggf. zusätzlich zum Anformen beispielsweise durch Anschweißen, an dem Linsenkorpus verspannt bzw. verrastet werden, beispielsweise durch eine clipsartige Formschlussverbindung, beispielsweise dergestalt, dass der Linsenkorpus Rastausnehmungen und/oder -vorsprünge umfasst, in die ein elastisch ausgebildeter Linsenhalter beispielsweise mit Rastzungen elastisch einschnappen kann. Alternativ oder zusätzlich wäre es auch möglich, den genannten Linsenhalter an dem Linsenkorpus festzukleben und/oder bei geeigneter Form des Linsenkorpus den Linsenhalter reibschlüssig am Linsenkorpus festzuspannen.

[0014] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Linsenhalter zumindest einen im Inneren des Linsenkorpus verankerten Ankerabschnitt sowie zumindest einen außerhalb des Linsenkorpus befindlichen Lötabschnitt umfassen. Der genannte Ankerabschnitt kann hierbei vorteilhafterweise in den Linsenkorpus eingegossen bzw. eingespritzt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der oder ein anderer Ankerabschnitt auch mit einem Abschnitt des Linsenkorpus verrastet oder in anderer Weise form- und/oder reibschlüssig verbunden sein.

[0015] Um eine hohe Festigkeit der Verbindung zwischen Linsenhalter und Linsenkorpus zu erreichen, kann der genannte Ankerabschnitt in Zugrichtung betrachtet zumindest eine Hinterschneidung im Inneren des Linsenkorpus aufweisen, vorzugsweise in Form eines haken-, ösen- oder fensterförmigen Halteabschnitts mit einer Halteausnehmung, die mit Material des Linsenkorpus befüllbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Ankerabschnitt auch mit einer Mikrostruktur verstehen sein, die beispielsweise schuppenartig oder kammförmig ausgebildet sein kann. Vorteilhafterweise kann der Linsenkorpus im Bereich der genannten Hinterschneidung eine Materialbrücke bilden, die sich durch die genannte Ausnehmung des Halteabschnitts hindurch erstreckt. Besitzt der Ankerabschnitt beispielsweise zumindest einen fensterförmigen Durchbruch, kann beim Umspritzen das Material des Linsenkorpus durch die genannte fensterförmige Ausnehmung hindurchtreten, wodurch der Linsenhalter besonders robust verankert ist. Bindungsprobleme an den Grenzflächen oder gar ein teilweises Ablösen der Grenzflächen beispielsweise infolge von Schrumpfprozessen beim Erkalten des Linsenkorpusmaterials haben dementsprechend keine signifikanten Einflüsse auf die Festigkeit bzw. Haltbarkeit der Verbindung, da die genannte Materialbrücke und/oder die genannte Hinterschneidung den Ankerabschnitt trotzdem fest im Linsenkorpus hält. Mit der vorgenannten Zugrichtung sind die Richtungen gemeint, in denen der genannte Ankerabschnitt aus dem Linsenkorpus herausgezogen werden würde und/oder der Linsenhalter näherungsweise senkrecht zur Oberfläche der Linse von dieser entfernt werden würde. In dieser Zugrichtung besitzt der genannte Ankerabschnitt vorteilhafterweise die genannte Hinterschneidung, die vorteilhafterweise im Inneren des Linsenkorpus eingebettet ist und/oder an einem formschlüssig wirkenden Halteabschnitt des Linsenkorpus angreift.

[0016] Alternativ oder zusätzlich zu einem Eingießen eines Ankerabschnitts kann der Linsenhalter mit einem Halteabschnitt aber auch nur oberflächlich an den Linsenkorpus angegossen bzw. angespritzt oder in anderer Weise stoffschlüssig angeformt sein, beispielsweise durch Anspritzen des Linsenkorpus an eine Oberfläche des Halteabschnitts des Linsenhalters. Ein solches oberflächliches Anformen kann insbesondere dann ausreichend sein, wenn die Linse aus einem Material geformt wird, welches hohe Bindungskräfte zu einem metallischen Linsenhalter entwickeln kann. In Weiterbildung der Erfindung kann die Linse beispielsweise aus Silikon oder einem Werkstoff auf Silikonbasis bzw. einem Silikon enthaltenden Werkstoff geformt sein, welcher gleichermaßen hochwertige optische Eigenschaften als auch gute Bindungskräfte zum metallischen Linsenhalter entwickeln kann. Je nach Ausbildung des Linsenhalters bzw. den Anforderungen an die Linse kann diese jedoch auch aus anderen geeigneten Werkstoffen gefertigt sein.

[0017] Besitzt der Linsenkorpus auf seiner Lichteintrittsseite eine vorzugsweise sackloch- oder napfförmige Vertiefung zur Aufnahme zumindest eines Teils des Leuchtmittels, kann der genannte Linsenhalter in Weiterbildung der Erfindung auf einen die Vertiefung umgebenden Stirnseitenabschnitt des Linsenkorpus angeordnet werden, so dass der Linsenhalter sich mit seinem außerhalb des Linsenkorpus befindlichen Abschnitt im Wesentlichen zwischen dem Linsenkorpus und der Leiterplatte erstreckt. Entsprechend dieser Ausbildung kann der Linsenhalter auf der Leiterplatte sitzen und der Linsenkorpus wiederum auf dem Linsenhalter sitzen. Dies erlaubt einerseits eine exakte Positionierung der Linse an der Leiterplatte. Andererseits ist die optische Behinderung der Strahlengänge in der Linse minimiert.

[0018] Alternativ oder zusätzlich kann der Linsenhalter auch bündig in den Linsenkorpus eingearbeitet sein, insbesondere derart, dass die der Leiterplatte zugewandten Oberflächen des Linsenkorpus einerseits und des Linsenhalters andererseits näherungsweise auf demselben Niveau bzw. bündig zueinander angeordnet sind. Bei dieser Ausbildung kann sowohl der Linsenhalter als auch der Linsenkorpus selbst auf der Leiterplatte sitzen, wobei die Lötverbindung im Bereich der freiliegenden Oberfläche des Linsenhalters erfolgt. Ein solches bündiges Einarbeiten des Linsenhalters in den Linsenkorpus kann grundsätzlich in verschiedener Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch unmittelbares Eingießen bzw. Angießen oder Anspritzen des Linsenkorpus an den Linsenhalter bei der Linsenfertigung. Gegebenenfalls könnte in den Linsenkorpus zunächst auch eine entsprechende Ausnehmung eingearbeitet werden, in die der Linsenhalter dann so versenkt wird, dass er bündig mit der Oberfläche des Linsenkorpus positioniert wird, wobei der Linsenhalter beispielsweise in der genannten Ausnehmung festgeschweißt oder -geklebt werden kann.

[0019] Vorteilhafterweise ist der Linsenhalter hierbei mit seinem zumindest einen Ankerabschnitt in dem Rand- und/oder Umgebungsbereich des Linsenkorpus um die genannte Vertiefung herum verankert.

[0020] Um die Festigkeit der Linsenhalterung zu erhöhen und Halte- bzw. Lagerkräfte möglichst gleichmäßig in den Linsenkorpus einzuleiten, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sich der Linsenhalter auf gegenüberliegenden Seiten der vorgenannten Vertiefung erstrecken. Insbesondere kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung der genannte Linsenhalter ringförmig ausgebildet sein bzw. mit seinem sich außerhalb des Linsenkorpus befindlichen Abschnitt einen Ring, ggf. auch einen geschlitzten Ring bilden, der sich um die genannte Linsenvertiefung auf der Lichteintrittsseite herum erstreckt.

[0021] Der Linsenhalter kann mit seinem sich außerhalb des Linsenkorpus befindlichen Abschnitt eine vorzugsweise ebene Aufstandsfläche zum Aufsetzen der Linse auf die Leiterplatte besitzen. Um auf der Leiterplatte befindliche Stromleiter nicht zu beeinträchtigen, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die genannte Aufstandsfläche keinen geschlossenen Ring bildet, sondern aus mehreren, voneinander beabstandeten Aufstandsflächenabschnitten gebildet wird, die vorteilhafterweise entlang einer Ringkontur, insbesondere um den vorgenannten Vertiefungsabschnitt der Linse herum angeordnet sein können.

[0022] Der Linsenhalter kann in Weiterbildung der Erfindung unmittelbar auf der der Linse zugewandten Seite der Leiterplatte verlötet werden, beispielsweise mit dem vorgenannten Ring- bzw. Aufstandsflächenabschnitt. Alternativ oder zusätzlich kann der Linsenhalter auch auf der der Linse abgewandten, rückwärtigen Leiterplattenfläche verlötet sein. Hierzu kann der Linsenhalter vorzugsweise stiftförmige Durchsteckvorsprünge umfassen, die durch entsprechende Bohrungen bzw. Ausnehmungen in der Leiterplatte hindurchgesteckt werden können, so dass auf der Rückseite vorstehende Abschnitte der genannten Durchsteckvorsprünge auf der dortigen, rückwärtigen Leiterplattenseite verlötet werden können.

[0023] Der Lötabschnitt des Linsenhalters kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung aus Metall bzw. einer Metalllegierung bestehen, die mit einem metallischen Lot beispielsweise in Form einer Zinnverbindung eine feste Verbindung eingeht. Beispielsweise kann der Linsenhalter aus einem Kupferwerkstoff bzw. einer Kupferlegierung bestehen, wobei jedoch auch andere metallische Werkstoffe möglich sind. Vorteilhafterweise besteht der Linsenhalter aus einem Metallwerkstoff, dessen Schmelztemperatur deutlich über der Schmelztemperatur des Lots liegt. Alternativ kann der Linsenhalter, insbesondere dessen Lötabschnitt auch aus einem Metallwerkstoff bestehen, der selbst das Lot für die Lötverbindung bildet, so dass ein entsprechender Lötabschnitt des Linsenhalters beim Festlöten aufgeschmolzen und mit dem entsprechenden Abschnitt der Leiterplatte verlötet wird. Bevorzugt ist jedoch die vorgenannte Verwendung eines Metallwerkstoffs, der beim Löten selbst nicht schmilzt und unter Zugabe eines geeigneten Lots an der Leiterplatte festgelötet wird.

[0024] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1:

eine Explosionsdarstellung einer Leuchte umfassend eine Leiterplatte mit einem darauf angebrachten Leuchtmittel in Form einer LED sowie einer dem Leuchtmittel zugeordnete Linse, die mittels eines ringförmigen Linsenhalters an der Leiterplatte festgelötet wird, wobei die Komponenten der Leuchte in perspektivischer Darstellung gezeigt sind,

Fig. 2:

eine Seiten- und Schnittdarstellung der Leuchte aus Fig. 1, wobei die Teilansicht (a) die Leuchte in Explosionsdarstellung in Seitenansicht, die Teilansicht (b) einen Schnitt entlang der Linie A-A in der Teilansicht (a) und die Teilansicht (c) einen Schnitt entlang der Linie B-B in der Teilansicht (a) der Fig. 2 zeigt,

Fig. 3:

eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Leucht ähnlich Fig. 1 nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung, gemäß der der Linsenhalter zur Befestigung der Linse an der Leiterplatte Durchsteckvorsprünge besitzt, die durch die Leiterplatte hindurchsteckbar und auf der Rückseite verlötbar sind,

Fig. 4:

eine Seiten- und Schnittdarstellung der Leuchte aus Fig. 3 in Explosionsdarstellung, wobei die Teilansicht (a) eine Seitenansicht der Leuchte zeigt, die Teilansicht (b) einen Schnitt entlang der Linie E-E und die Teilansicht (c) einen Schnitt entlang der Linie F-F aus der Teilansicht (a) zeigt,

Fig. 5:

eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Leuchte ähnlich Fig. 1 nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung, gemäß der der Linsenhalter mehrteilig ausgebildet ist und keine geschlossene, ringförmige Aufstandsfläche bildet, und

Fig. 6:

eine Seiten- und Schnittdarstellung der Leuchte aus Fig. 5, wobei die Teilansicht (a) eine Seitenansicht der Leuchte in Explosionsdarstellung zeigt, die Teilansicht (b) einen Schnitt entlang der Linie C-C und die Teilansicht (c) einen Schnitt entlang der Linie D-D aus der Teilansicht (a) der Fig. 6 zeigt, und

Fig. 7:

eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Leuchte ähnlich Fig. 1 nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung, gemäß der ein ringförmiger Linsenhalter an die Linse oberflächlich angeformt wird, und

Fig. 8:

eine Seiten- und Schnittdarstellung der Leuchte aus Fig. 7, wobei die Teilansicht (a) eine Seitenansicht der Leuchte in Explosionsdarstellung und die Teilansicht (b) einen Schnitt entlang der Linie H-H aus der Teilansicht (a) zeigt.

[0025] Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, umfasst die Leuchte 1 eine Leiterplatte 2 oder Platine, auf der ein Leuchtmittel 3 in Form einer LED montiert ist, die über die genannte Leiterplatte 2 mit Strom versorgt wird bzw. angesteuert wird. Weiterhin umfasst die Leuchte 1 eine Linse 4, deren Form je nach gewünschter Lichtverteilung variieren kann und einen Linsenkorpus 5 aus Vollmaterial besitzt, der unmittelbar vor der Leiterplatte 2 sitzt bzw. über das Leuchtmittel 3 gesetzt ist. Wie Fig. 1 zeigt, umfasst die Linse 2 hierbei gegenüberliegende Stirnseiten, die einerseits eine Lichteintrittsseite und andererseits eine Lichtaustrittsseite bzw. -fläche bilden, wobei die Lichteintrittsseite der Leiterplatte 2 zugewandt ist und einen kleineren Durchmesser bzw. eine kleinere Fläche als die Lichtaustrittsseite besitzen kann.

[0026] Insbesondere kann die Linse 4 auf ihrer der Leiterplatte 2 zugewandten Seite eine sackloch- bzw. napfförmige Vertiefung 6 besitzen, vgl. Fig. 2, dort die Schnittansichten (b) und (c), mit der die Linse 4 über das Leuchtmittel 3 gesetzt werden kann, so dass das Leuchtmittel 3 zumindest teilweise in der Vertiefung 6 aufgenommen ist. Hierdurch kann auch seitlich abgestrahltes Licht eingefangen werden und die Linse 4 unmittelbar an der Leiterplatte 2 positioniert werden.

[0027] Zur Befestigung der Linse 4 an der Leiterplatte 2 ist an der Linse 4 ein Linsenhalter 7 befestigt, der an der leiterplattenseitigen Stirnseite der Linse 4 angeordnet und befestigt ist. Der Linsenhalter 7 umfasst hierbei einen sich außerhalb der Linse 4 erstreckenden Lötabschnitt 8 sowie einen Halteabschnitt beispielsweise in Form von zumindest sich innerhalb des Linsenkorpus 5 befindlichen Ankerabschnitten 9. Insbesondere sitzt der genannte Linsenhalter 7 hierbei auf einem vorzugsweise stirnseitigen Randabschnitt 10 des Linsenkorpus 5, der die vorgenannte Vertiefung 6 umgibt. Die Ankerabschnitte 9 erstrecken sich im Inneren des Linsenkorpus 5 in einem Umgebungsabschnitt des Linsenkorpus 5, der die genannte Vertiefung 6 umgibt.

[0028] Die Ankerabschnitte 9 sind vorteilhafterweise gleichmäßig um den Umfang der Vertiefung 6 herum verteilt angeordnet und können sich - insbesondere bei zwei Ankerabschnitten - auf gegenüberliegenden Seiten der Vertiefung 6 erstrecken. Sind beispielsweise drei Ankerabschnitte 9 vorhanden, können diese unter einer gleichmäßigen Teilung von 2/3 π voneinander beabstandet angeordnet sein. Vorteilhafterweise sind hierbei die Ankerabschnitte 9 nur über einen begrenzten Umfangsabschnitt ausgebildet, um die optischen Eigenschaften der Linse 4 möglichst wenig zu behindern. Wie Fig. 1 zeigt, können die Ankerabschnitte 9 zusammen mit ihrer Umfangserstreckung weniger als 1/2, vorzugsweise weniger als 1/3 der Umfangserstreckung des Linsenhalters 7 bzw. des Randabschnitts 10 einnehmen, so dass die restlichen Abschnitte des Linsenkorpus 5 gänzlich unbeeinträchtigt hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften bleiben. Die genannten Ankerabschnitte 9 erstrecken sich hierbei auch in ihrer Tiefe nur begrenzt. In Weiterbildung der Erfindung ist die Tiefe der Ankerabschnitte 9 kleiner als der Durchmesser der Vertiefung 6, vorteilhafterweise kleiner als der halbe Durchmesser der genannten Vertiefung 6. Besitzt die Linse 4 keine Vertiefung 6 der genannten Art, sind die Ankerabschnitte 9 dennoch in ihrer Umfangserstreckung und/oder Tiefe begrenzt, vorteilhafterweise derart, dass die Tiefe weniger als 1/2, vorzugsweise weniger als 1/3 des Durchmessers der die Lichteintrittsseite bildenden Linsenstirnseitenfläche.

[0029] Die genannten Ankerabschnitte 9 sind vorteilhafterweise in Richtung der Linsenlängs- oder -symmetrieachse hinterschnitten ausgebildet, um die Festigkeit der Verbindung zu erhöhen. Insbesondere können die genannten Ankerabschnitte 9 innerhalb des Linsenkorpus 5 angeordnete, vorzugsweise fensterförmige Ausnehmungen besitzen, die mit Material des Linsenkorpus 5 verfüllt sind.

[0030] Vorteilhafterweise werden die genannten Ankerabschnitte 9 in den Linsenkorpus 5 eingeformt, wenn der Linsenkorpus 5 hergestellt wird, insbesondere eingegossen bzw. eingespritzt, wenn der Linsenkorpus 5 (spritz)gegossen wird. Je nach Material kann der Linsenkorpus 5 beispielsweise auch in Form gedrückt werden, wobei hier dann die Ankerabschnitte 9 beim Drücken in den Linsenkorpus 5 integriert werden können.

[0031] Wie Fig. 1 zeigt, kann der sich außerhalb des Linsenkorpus 5 erstreckende Lötabschnitt 8 des Linsenhalters 7 einen ringförmige Kontur besitzen und/oder eine ringförmige Aufstandsfläche 11 bilden, mit der die Linse 4 auf der Leiterplatte 2 aufgesetzt werden kann.

[0032] Zur Befestigung der Linse 4 an der Leiterplatte 2 werden zunächst sowohl das Leuchtmittel 3 als auch die Linse 4 auf der Leiterplatte 2 in der gewünschten Ausrichtung zueinander positioniert, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass entsprechende Positioniervorsprünge am Leuchtmittel 3 und/oder der Linse 4 in entsprechende Positionierausnehmungen in der Leiterplatte eingesetzt werden. Sind die genannten Bausteine auf der Leiterplatte 2 positioniert, werden sie sodann festgelötet, wobei die Linse 4 mittels des Linsenhalters 7 festgelötet wird, der mit seinem vorgenannten Lötabschnitt 8 verlötet wird. Findet die Verlötung sowohl des Leuchtmittels 3 als auch der Linse 4 auf der der Linse zugewandten Leiterplattenseite statt, kann prinzipiell zunächst das Leuchtmittel 3 auf der Leiterplatte 2 positioniert und dort festgelötet. In einem sodann folgenden Montageschritt, für den die Leiterplatte 2 in derselben Aufspannung gefahren werden kann, wird sodann die Linse 4 auf der Leiterplatte 2 positioniert und sodann festgelötet. Vorteilhafterweise jedoch werden die Linse 4 und das Leuchtmittel 3 auch dann gleichzeitig bzw. im selben Schritt festgelötet, wenn dies auf der Linsenseite der Leiterplatte 2 erfolgt, beispielsweise in einem SMD-Lötverfahren, bei dem die zu verlötenden Bauteile, d.h. Linse 4 und Leiterplatte 2, gemeinsam in Sollposition zueinander in einen Ofen einfahren können, um das zwischen den zu verbindenden Bauteilen vorab vorgesehene Lot aufzuschmelzen bzw. zu erweichen, um die Bauteile miteinander zu verlöten.

[0033] Auch wenn das Leuchtmittel 3 und/oder die Linse 4 auf der Rückseite der Leiterplatte 2 verlötet werden, können die Positionierschritte für beide Bauteile gemeinsam ausgeführt und sodann, sobald die beiden Bauteile positioniert sind, in einem gemeinsamen Lötschritt verlötet werden, beispielsweise im Tauchlötverfahren.

[0034] Für ein Verlöten der Linse 4 auf der der Linse 4 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 2 kann der Linsenhalter 7 Durchsteckvorsprünge besitzen, mit denen der Linsenhalter 7 durch entsprechende Ausnehmungen in der Leiterplatte hindurchgesteckt werden kann, wie dies die Figuren 3 und 4 zeigen. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst der Linsenhalter 7 ebenfalls einen Ankerabschnitt 9, der im Material des Linsenkorpus 5 eingebettet, insbesondere eingegossen ist, wobei bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung der genannte Ankerabschnitt 9 ringförmig ausgebildet ist, jedoch auch entsprechend der vorherigen Ausführung aus verschiedenen Abschnitten zusammengesetzt sein könnte.

[0035] Der genannte Ankerabschnitt 9 ist mit mehrere Lötabschnitten 8 verbunden, die aus der Linse 4 herausstehen und in der gezeichneten Ausführung stiftförmige Durchsteckvorsprünge 12 bilden, die durch Ausnehmungen 13 in der Leiterplatte 2 hindurchgesteckt werden können, so dass die Durchsteckvorsprünge 12 auf der Rückseite der Leiterplatte 2 heraustreten und dort verlötet werden können.

[0036] Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, muss der Linsenhalter 7 keine geschlossene Ringform besitzen, sondern kann auch aus mehreren Teilen bestehen. In der gezeichneten Ausführung sind hierbei jeweils segmentförmige Linsenhalterteile vorgesehen, die jeweils einen Ankerabschnitt 9 umfassen, der im Material des Linsenkorpus 5 eingebettet insbesondere eingegossen oder eingespritzt ist und in der vorgenannten Weise Hinterschneidungen bzw. umspritzbare, fensterförmige Ausnehmungen besitzen kann. Die genannten Linsenhalterteile besitzen weiterhin ebenfalls außerhalb des Linsenkorpus 5 befindliche Lötabschnitte 8, die gemeinsam eine Aufstandsfläche zum Aufsetzen auf die Leiterplatte 2 bilden. Mit den genannten Lötabschnitten 8 kann die Linse 4 auf der Vorderseite der Leiterplatte 2 auf vorzugsweise gegenüberliegenden Seiten des Leuchtmittels 3 festgelötet werden. Durch die segmentierte Ausbildung des Linsenhalters 7 können auch Leiterplatten 2 verwendet werden, bei denen Leiter auf der der Linse 4 zugewandten Vorderseite verlaufen, da diese durch die segmentierte Ausbildung bzw. die Lötabschnitte 8 nicht durchgängig um das Leuchtmittel 3 herum kontaktiert werden.

[0037] Wie die Figuren 7 und 8 zeigen, muss der Linsenhalter 7 nicht zwangsweise in das Material des Linsenkorpus 5 eingegossen werden, sondern kann daran auch nur angeformt sein, insbesondere oberflächlich stoffschlüssig angebunden sein. Wie Fig. 7 zeigt, kann der Linsenhalter 7 hierbei insgesamt in Form eines Rings ausgebildet sein, der von seiner Dimensionierung und/oder Konturierung derart ausgebildet ist, dass er auf den stirnseitigen Randabschnitt 10 des Linsenkorpus 5 passt bzw. daran aufsitzen kann.

[0038] Der Linsenkorpus 5 kann hierbei vorteilhafterweise an den genannten ringförmigen Linsenhalter 7 angegossen werden, beispielsweise dergestalt, dass der stirnseitige Randabschnitt 10 des Linsenkorpus 5 an einer Oberfläche, beispielsweise der Flachseite des ringförmigen Linsenhalters 7 angeformt wird. Der ringförmige Linsenhalter 7 kann beispielsweise in eine Guss- oder Spritzgussform zur Formung des Linsenkorpus 5 eingelegt werden, so dass er an einer Wandung der Form anliegt bzw. einen Teil der Wandung bildet. Beim Einbringen des verflüssigten Linsenmaterials wird der Linsenhalter 7 hierbei an den sich bildenden Linsenkorpus angeformt. Die an den Linsenkorpus angeformte Oberfläche bzw. die entsprechenden Oberflächen des Linsenhalters 7 bilden hierbei dessen Halteabschnitt 9. Die den Linsenkorpus 5 abgewandte Seite bzw. Oberfläche des Linsenhaltes 7 bildet dessen Lötabschnitt 8, mit dem der Linsenhalter 7 an der Platine verlötbar ist.

Ansprüche

1. Leuchte umfassend eine Leiterplatte (2), auf der zumindest ein Leuchtmittel (3) angeordnet ist, sowie eine Linse (4) mit einem Linsenkorpus (5) aus transparentem Material, der durch einen Linsenhalter (7) über dem Leuchtmittel (3) auf einer das Leuchtmittel (3) tragenden Leiterplatte (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenkorpus (5) mit einem der Leiterplatte (2) zugewandten Stirnseitenabschnitt (10) an einen Halteabschnitt (9) des Linsenhalters (7) angegossen/angespritzt ist, und der Linsenhalter (7) mit einem aus Metallwerkstoff bestehenden, außerhalb des Linsenkorpus (5) befindlichen Lötabschnitt (8) an der Leiterplatte (2) festgelötet ist.

2. Leuchte nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Linsenhalter (7) zumindest einen im Inneren des Linsenkorpus (5) verankerten Ankerabschnitt (9) sowie zumindest einen außerhalb des Linsenkorpus (5) befindlichen Lötabschnitt (8) umfasst.

3. Leuchte nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Ankerabschnitt (9) in Zugrichtung betrachtet zumindest eine Hinterschneidung im Inneren des Linsenkorpus (5) aufweist, vorzugsweise in Form eines haken-, ösen- oder fensterförmigen Halteabschnitts mit einer Halteausnehmung, die mit Material des Linsenkorpus verfüllbar ist.

4. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halteabschnitt (9) an die Oberfläche des Linsenkorpus (5) angegossen oder angespritzt oder in anderer Weise stoffschlüssig angeformt ist.

5. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Linsenkorpus (5) auf seiner Lichteintrittsseite eine vorzugsweise sackloch- oder napfförmige Vertiefung (6) aufweist, die über das auf der Leiterplatte (2) sitzende Leuchtmittel (3) setzbar ist, und der Linsenhalter (7) auf einem die Vertiefung (6) umgebenden Stirnseitenabschnitt (10) des Linsenkorpus (5) angeordnet ist, vorzugsweise näherungsweise gleichmäßig über den Umfang der Vertiefung (6) verteilte Abschnitte aufweist.

6. Leuchte nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Linsenhalter (7) mit seinem Halteabschnitt (9) in/an einem Rand-/Umgebungsbereich um die Vertiefung (6) herum verankert ist.

7. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Linsenhalter (7) eine vorzugsweise ebene Aufstandsfläche (11) zum Aufsetzen der Linse (4) auf die Leiterplatte (2) besitzt.

8. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Linsenhalter (7) zumindest einen vorzugsweise stiftförmigen Durchsteckvorsprung (12) zum Durchstecken durch die Leiterplatte (2) und Verlöten auf einer der Linse (4) gegenüberliegenden Leiterplattenrückseite umfasst.

9. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Linsenhalter (7) ringförmig ausgebildet ist.

10. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Linsenhalter (7) segmentiert ausgebildet ist und aus mehreren, separaten Linsenhalterteilen besteht.

11. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Linsenhalter (7) aus einem Metallwerkstoff besteht, der mit einem metallischen Lot bindet oder selbst das Lot für die Lötverbindung bildet.

12. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linse (4) aus Silikon oder einem Silikon enthaltenden Material besteht.

13. Verfahren zur Herstellung einer Leuchte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linse (4) mit ihrem Linsenhalter (7) und das Leuchtmittel (3) oder ein das Leuchtmittel (3) tragender Leuchtmittelhalter jeweils an der Leiterplatte festgelötet werden.

14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Linse (4) und der Leuchtmittelhalter in einem Vorbereitungsschritt an der Leiterplatte (2) positioniert und sodann, wenn die Linse (4) und das Leuchtmittel (3) an der Leiterplatte (2) positioniert sind, an der Leiterplatte (2) in einem gemeinsamen Lötschritt festgelötet werden.

15. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Linsenhalter (7) beim Urformen der Linse (4) in/an das Material des Linsenkorpus (5) eingebettet/angeformt, insbesondere ein-/angegossen oder angespritzt/umspritzt, wird.

Claims

1. A luminaire comprising a circuit board (2) on which at least one illuminant (3) is arranged, as well as a lens (4) having a lens body (5) of transparent material which is fastened to a circuit board (2) supporting the illuminant (3) by a lens holder (7) above the illuminant (3), characterised in that an end face section (10) of the lens body (5) is cast/injected onto a holding section (9) of the lens holder (7) facing the circuit board (2); and in that the lens holder (7) is soldered fast to the circuit board (2) at a solder section (8) comprising a metal material and located outside the lens body (5).

2. A luminaire in accordance with the preceding claim, wherein the lens holder (7) comprises at least one anchor section (9) anchored in the interior of the lens body (5) as well as at least one solder section (8) located outside the lens body (5).

3. A luminaire in accordance with the preceding claim, wherein the anchor section (9) has at least one undercut in the interior of the lens body (5), viewed in the direction of tension, preferably in the form of a hook-shaped, eyelet-shaped or window-shaped holding section having a holding cut-out which can be filled with material of the lens body.

4. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the holding section (9) is cast or injection moulded to the surface of the lens body (5) or is moulded to it with material continuity in another manner.

5. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens body (5) has a preferably blind hole-shaped or bowl-shaped recess (6) at its light inlet side, the recess being able to be set over the illuminant (3) seated on the circuit board (2); and wherein the lens holder (7) is arranged at an end face section (10) of the lens body (5) surrounding the recess (6) and has sections preferably distributed approximately uniformly over the periphery of the recess (6).

6. A luminaire in accordance with the preceding claim, wherein the holding section (9) of the lens holder (7) is fastened in/at a marginal region/surrounding region about the recess (6).

7. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens holder (7) has a preferably planar contact area (11) for placing the lens (4) onto the circuit board (2).

8. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens holder (7) comprises at least one plug-through projection (12), preferably of pin shape, for plugging through the circuit board (2) and for soldering on a rear side of the circuit board disposed opposite the lens (4).

9. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens holder (7) is of annular shape.

10. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens holder (7) is segmented and comprises a plurality of separate lens holder parts.

11. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens holder (7) comprises a metal material which binds with a metal solder or itself forms the solder for the solder connection.

12. A luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens (4) comprises silicone or a material comprising silicone.

13. A method of manufacturing a luminaire in accordance with one of the preceding claims, wherein the lens holder (7) of the lens (4) and the illuminant (3) or an illuminant holder carrying the illuminant (3) are respectively soldered to the circuit board.

14. A method in accordance with the preceding claim, wherein the lens (4) and the illuminant holder are positioned at the circuit board (2) in a preparation step and, when the lens (4) and the illuminant (3) are positioned at the circuit board (2), are then soldered fast to the circuit board (2) in a common soldering step.

15. A method in accordance with one of the two preceding claims, wherein the lens holder (7) is embedded/moulded, in particular cast or injection moulded or insert moulded/overmoulded into/onto the material of the lens body (5) on the primary moulding of the lens (4).

Revendications

1. Luminaire comprenant une carte de circuit imprimé (2), sur laquelle au moins un moyen d'éclairage (3) est disposé, ainsi qu'une lentille (4) dotée d'un corps de lentille (5) en matériau transparent, qui est fixé au-dessus du moyen d'éclairage (3) sur une carte de circuit imprimé (2) portant le moyen d'éclairage (3) par le biais d'un support de lentille (7), caractérisé en ce que le corps de lentille (5) est coulé / moulé par injection avec une partie frontale latérale (10) faisant face à la carte de circuit imprimé (2) sur une partie de retenue (9) du support de lentille (7), et le support de lentille (7) est soudé à demeure sur la carte de circuit imprimé (2) avec une partie de soudage (8) composée d'une matière métallique se trouvant hors du corps de lentille (5).

2. Luminaire selon la revendication précédente, dans lequel le support de lentille (7) comprend au moins une partie d'ancrage (9) ancrée à l'intérieur du corps de lentille (5) ainsi qu'au moins une partie de soudage (8) située hors du corps de lentille (5).

3. Luminaire selon la revendication précédente, dans lequel la partie d'ancrage (9), vue dans le sens de traction, comporte au moins une contre-dépouille à l'intérieur du corps de lentille (5), de préférence sous la forme d'une partie de retenue en forme de crochet, d'oeillet ou de fenêtre avec un évidement de retenue qui peut être rempli avec du matériau du corps de lentille.

4. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie de retenue (9) est coulée ou moulée par injection ou formée d'une autre manière par liaison de matière sur la surface du corps de lentille (5).

5. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps de lentille (5) comporte sur son côté entrée de lumière un creux (6) de préférence en forme de trou borgne ou de cuvette, qui peut être placé au-dessus du moyen d'éclairage (3) situé sur la carte de circuit imprimé (2), et le support de lentille (7) est disposé sur une partie frontale latérale (10) du corps de lentille (5) entourant le creux (6), comporte de préférence des parties réparties approximativement de manière uniforme sur la circonférence du creux (6).

6. Luminaire selon la revendication précédente, dans lequel le support de lentille (7) est ancré avec sa partie de retenue (9) dans/sur une zone de bord/circonférentielle autour du creux (6).

7. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (7) possède une surface de contact (11) de préférence plane pour poser la lentille (4) sur la carte de circuit imprimé (2).

8. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (7) comprend au moins une saillie de passage (12) de préférence en forme de tige destinée au passage à travers la carte de circuit imprimé (2) et à la soudure sur une face arrière de la carte de circuit imprimé opposée à la lentille (4).

9. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (7) est réalisé de forme annulaire.

10. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (7) est réalisé de manière segmentée et il est composé de plusieurs pièces de support de lentille séparées.

11. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (7) est composé d'une matière métallique, qui se lie avec un alliage de soudure métallique ou qui forme elle-même l'alliage de soudure pour la liaison soudée.

12. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la lentille (4) est composée de silicone ou d'un matériau contenant de la silicone.

13. Procédé de fabrication d'un luminaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la lentille (4) avec son support de lentille (7) et le moyen d'éclairage (3) ou un support de moyen d'éclairage portant le moyen d'éclairage (3) sont respectivement soudés à demeure sur la carte de circuit imprimé.

14. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la lentille (4) et le support de moyen d'éclairage sont positionnés sur la carte de circuit imprimé (2) dans une étape de préparation et sont ensuite, quand la lentille (4) et le moyen d'éclairage (3) sont positionnés sur la carte de circuit imprimé (2), soudés à demeure sur la carte de circuit imprimé (2) dans une étape de soudage commune.

15. Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel le support de lentille (7) est incorporé/formé, en particulier coulé ou moulé par injection/surmoulé dans/sur le matériau du corps de lentille (5), lors de la transformation primaire de la lentille (4).

Zeichnung