具有透镜的照明设备及其制造方法与流程

本发明涉及一种照明设备，尤其一种改装照明设备，其具有壳体和透镜，由在壳体内部的发光模块产生的光可通过此透镜从照明设备中射出。本发明尤其涉及发光模块与透镜之间的机械连接。本发明尤其可用于作为卤素改装灯替代品的led改装灯，尤其mr16和par16灯。

背景技术：

在具有透镜的led灯具(例如改装灯)中，透镜通常通过搭扣连接、通过粘贴或者借助螺纹连接安装在壳体上。

由德国专利申请de102016114643已知一种发光装置和一种方法，其中，透镜首先与发光模块相连。发光模块和透镜之后共同安装在壳体中并与其相连。为了将透镜固定在发光模块上，同样使用上述方法。

在搭扣连接(也称作闩锁连接)中存在以下风险，例如由于外部机械影响或者由于热引起的膨胀，连接可能之后再次解除并且发光装置彼此脱离。

粘接可能导致不期望的气体析出或者光学故障。此外，在粘接中，还必须总是设置相应的等待时间以用于粘合剂的硬化。这降低生产线的产能。

螺纹连接导致用于螺钉的附加成本以及装配复杂度的提高。此外，出于设计考虑，通常不希望出现可见的螺钉。

技术实现要素：

由现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种改善的发光装置以及相应的用于其制造的方法。

此目的通过具有独立权利要求的特征的一种发光装置和一种用于其制造的方法实现。有利的扩展方案由从属权利要求中给出。

根据本发明的照明设备具有发光模块以及与发光模块机械连接的透镜。透镜可与壳体相连，发光模块布置在壳体内。发光模块具有至少一个光源，光源在运行时产生的光可通过出光开口离开壳体。出光开口至少部分地由透镜覆盖，透镜除了用于保护布置在照明设备内部的元件以外，还尤其用于对射出的光照轮廓进行变形。透镜可实施为完全透明的，但是，其也可具有仅半透明或甚至不透光的区段。此种区段可例如用作装置元素。透镜优选由塑料制成，尤其优选由热塑性塑料制成。

透镜具有一个或多个连接销，其从透镜开始沿着向后的方向延伸。在本公开中，发光装置中的“前侧”为出光开口和透镜的区域，“后侧”为基座的区域，借助此基座，发光装置能够安装在相应的灯座内。连接销即从透镜开始向后延伸。

发光装置的基座可为螺纹基座(爱迪生基座)、插入式基座、销式基座(双销基座)等。

发光模块具有一个或多个容纳开口，尤其贯穿的容纳开口，其用于容纳连接销。连接销在容纳开口中延伸穿过发光模块，从而连接销的末端裸露，即不位于发光模块之内。

连接销的裸露末端通过热变形而变形，使发光模块固定在透镜上。尤其连接销的裸露末端可具有通过热变形产生的凸缘，并且其直径大于发光模块的容纳开口的直径。

热变形可例如通过热锁完成，方法是将加热过的冲模从后侧压向连接销的裸露末端。由此，连接销的材料熔化并挤压为希望的、例如法兰状的形状。在达到期望的形状之后，再次移走冲模。加热过的材料冷却并重新凝固，其中，其保持新的形状。

连接销的裸露末端的热变形用于透镜和发光模块可靠并持久的连接。尤其在热变形中不必考虑元件的纵向公差。如果透镜以注塑工艺制成，则也不需像例如在搭扣连接中那样的在铸模中的侧凹。这简化了透镜的生产。

连接销可沿着其长度具有变化的直径。尤其直径可阶梯式地和/或连续地变化。例如，连接销可在较前侧的、朝向透镜的区域内具有第一直径，并且在较后侧的、远离透镜的区域内(除了热变形的区段以外)具有小于第一直径的第二直径。第一直径可大于发光模块的容纳开口的直径，从而连接销的具有较大直径的前侧区域可作为用于装配发光模块的止挡。因此，在透镜和发光模块之间可定义预先设定的距离，此距离对于通过透镜的光照轮廓的期望的形状可能为必要的。

连接销横截面的形状可为圆形、椭圆形或多边形的。如果连接销的横截面不具有圆形形状，则“直径”理解为横截面的尺寸(连接销的厚度)。

连接销的数量可为1,2,3,4或更多。连接销可相对于透镜对称地布置。

在一种实施形式中，发光模块具有带有一个或多个半导体光源、尤其led的电路板。半导体光源布置在电路板的正面上，从而由半导体光源发出的光可穿过透镜射出发光装置。发光模块可尤其包含唯一的、布置在电路板中心的半导体光源。

在一种实施形式中，电路板还具有电子驱动件的电子元件，此电子驱动件用于控制半导体光源。此实施形式实现了发光装置尤其简单的装配，因为，透镜、光源和驱动件可首先组装成一个单元，然后共同安装到壳体中。接着，仅须还将驱动件与发光装置在基座内的电接口电气连接并将透镜与壳体机械连接。

透镜与壳体之间的机械连接可如在上述de102016114643中所述地进行，也就是说，例如通过搭扣连接或通过变形、尤其透镜边缘的热变形。

优选半导体光源布置在电路板的第一侧上，驱动件的电子元件布置在电路板的与第一侧相对的第二侧上。由此，最优地利用了可用的空间，并且半导体光源的光射束不被驱动件的电子元件遮挡。

在一种实施形式中，发光模块具有散热器。散热器具有一个或多个用于容纳连接销的容纳开口。由此，除了发光模块，散热器也能够可靠并持久地固定在透镜的连接销上。连接销的裸露末端的热变形则保证了在装配发光模块和散热器时在这两个元件之间设定的压力在装配结束之后也得到保持。

在一种实施形式中，散热器布置在透镜和电路板之间，也就是说，在电路板的正面。在此，散热器使布置在电路板正面上的半导体光源保持裸露，从而不遮蔽其发出的光。为此，散热器可具有开口，半导体光源穿过此开口延伸或者半导体光源的光穿过此开口照射。散热器也可成型为使得其不遮蔽半导体光源，不从任何(在散热器平面内的)侧面侧向地围绕半导体光源。例如，多个半导体光源能够以具有第一直径的环形布置在电路板上，散热器可具有小于第一直径的第二直径。

如果散热器布置在透镜和电路板之间，则也可通过散热器定义透镜与半导体光源之间的距离。

散热器也可布置在电路板的背面上，也就是说，电路板布置在透镜与散热器之间。当没有或仅有少量的驱动件电子元件位于电路板背面上时，这可尤其有利。

在一种实施形式中，散热器具有多个向着电路板方向的突起。电路板则可贴靠在突起上。在不具有突起的位置处则产生散热器与电路板之间预先设定的距离，此距离与突起的高度一致。优选所有突起具有相同的高度。散热器与电路板之间的距离能够以导热物质填充，例如导热胶、导热膏、tim(thermalinterfacematerial-，热介面材料)膜等。

在一种实施形式中，散热器为优选由导热性能良好的金属薄板、例如铝板或铜板制成的金属冲压件。散热器的突起可实施为金属冲压件中的压印。这简化了散热器的制造。散热器也可具有陶瓷或导热的塑料。由导热塑料制成的散热器例如可以十分简单地连同突起以一种注塑方法制成。

在一种实施形式中，散热器基本为碗形，也就是说，其具有基本平坦的底部区段(尤其除突起以外)以及在底部区段的边缘上向前、向着透镜方向伸出的壁部区段。壁部区段可实施为直的，从而碗状的散热器具有向一侧开放的圆柱或截锥形的形状。壁部区段也可(沿着向前侧的方向)具有一个或多个弯曲的或直的区段。

散热器也可例如以注塑方法由导热的塑料制成。

在一种实施形式中，照明设备为mr16灯或par16灯，尤其mr16改装灯或par16改装灯。

本发明还涉及一种用于制造照明设备的方法。只要没有特殊说明，照明设备及其元件的上述特性、特征和优点也适用于下文对根据本发明的方法的描述。同样，只要没有特殊说明，下文中所述的特性、特征和优点则也适用于对发光装置及其元件的上述说明。

根据本发明，提供具有一个或多个连接销的透镜。同样，提供具有一个或多个用于容纳连接销的容纳开口的发光模块。

发光模块安装在透镜上，使得透镜的连接销穿过发光模块的容纳开口延伸。之后，将在容纳开口的背面末端侧伸出发光模块的连接销的裸露末端热变形。由此，产生透镜和发光模块的可靠并持久的连接。

在方法的一种实施形式中，发光模块具有带有一个或多个半导体光源并带有一个或多个用于容纳连接销的容纳开口的电路板、以及带有一个或多个用于容纳连接销的容纳开口的散热器。那么，发光模块在透镜上的安装进行的方法则为，首先将散热器放置到透镜上，使得透镜的连接销穿过散热器的容纳开口延伸。接着，将电路板放置到透镜上，使得透镜的连接销穿过电路板的容纳开口延伸并且使电路板贴靠在散热器上。

如果热变形在容纳开口的背面末端侧伸出电路板的连接销的裸露末端，则产生透镜、散热器和电路板的可靠并持久的连接。尤其可在变形期间借助电路板向散热器施加预先设定的压力。此压力在变形以后、也就是说在连接销变形的区段再次冷却并由此硬化后也保持存在。

同样，可以首先将电路板、然后将散热器放置在透镜上，从而透镜的连接销穿过电路板和散热器的容纳开口延伸。

在方法的一种实施形式中，在将散热器放置在透镜上与将电路板放置在透镜上之间，可在散热器上施加导热物质(例如导热胶、导热膏等)。在放置电路板时及在连接销的裸露末端热变形期间挤压散热器上的电路板时，导热物质可在散热器和电路板之间均匀地分布。由此，可实现散热器与电路板之间良好的热接触，此热接触由于通过热变形实现的可靠连接同样保持持久地存在。

导热物质可完全平坦地施加在散热器上或者仅在散热器上的一些位置处施加。

附图说明

通过下文中对附图的描述进一步说明本发明优选的其他实施形式。其中：

图1示出了根据本发明的照明设备的一种实施形式的示意性分解图；

图2示出了根据本发明的照明设备的散热器的一种实施形式的示意性剖视图；

图3a示出了在热变形之前的装配期间的根据本发明的照明设备的一种实施形式的示意性视图；并且

图3b示出了在热变形之后的装配期间的图3a中的实施形式的示意性视图。

具体实施方式

下面根据附图说明优选的实施例。在此，在不同附图中相同的、类似的或功能相同的元件以同样的附图标记标识，并且为了避免赘述，部分地省略了对这些元件的重复说明。

图1中示意性地示出了根据本发明的照明设备的一种实施形式的分解视图。照明设备具有壳体1，此壳体具有带有两个电接口销2的gu10基座。在壳体1中设有电路板3和散热器4。壳体1的前侧末端(在视图中处于下方)借助由热塑性的透明塑料制成的透镜5封闭。透镜5可例如与壳体1粘接或也可以其他方式固定在壳体1上。

透镜5具有三个连接销6，此连接销在前侧区段(在视图中处于下方)内具有多边形的横截面，并且在后侧区段内具有圆形的、向后逐渐变窄的横截面。在多边形区段和圆形区段之间设有肩部7，散热器4可支承在此肩部上。每个连接销6都具有裸露末端6a。

在透镜5的中部设置环形的透镜结构8，此透镜结构用于形成射出的光照轮廓。

在电路板3的背面上(在视图中处于上方)放置电子驱动件的元件9。此驱动件用于为大约居中地放置在电路板3的正面上的led(未示出)供应具有所需参数(电流，电压)的电能。两个连接线10从电路板3向后延伸至接口销2，连接线(例如借助压接)与接口销导电连接。

散热器4具有基本为平的底部区段11，在底部区段的边缘上连接倾斜向前指向的壁部区段12。在组装状态下，当散热器4置于连接销6的肩部7上时，壁部区段12的前侧末端与透镜5的内侧可具有间隔。

散热器4具有缺口13，其用于容纳发光二极管以及电路板3正面上布线的元件9的焊点。

此外，散热器还具有突起14，在组装状态下，电路板3的正面贴靠在此突起上。由此产生的电路板3与散热器4之间的间隙借助导热胶填充，此导热胶在组装期间点状地施加在散热器上的多个位置处。在将电路板3按压到散热器4上时，导热胶均匀地分布在通过突起14产生的间隙中。

电路板3和散热器4都具有容纳开口15,16，在组装状态下，透镜5的连接销6穿过此容纳开口延伸。

在图2中示意性地示出了穿过散热器4的一种实施形式的局部剖视图。通过在一个工序中由钣金冲压成散热器4和其中的缺口13并弯曲成期望的形状，由钣金以冲压工艺制造散热器4。同时，在基本为平的底部区段11中冲制突起14。

图3a和3b示出了在装配期间的两个时间点时的根据本发明的发光装置的一种实施形式。图3a示出了在连接销6的裸露末端6a热变形之前的状态，图3b示出了在其热变形之后的状态。

在两个示图中均示出了，散热器4如何安装在透镜5上以及电路板3如何安装在散热器4上。在此，散热器4和电路板3的方向设置为，使连接销6穿过容纳开口15,16延伸，从而连接销6的裸露末端6a从背面伸出电路板3。

在图3a中可见，连接销6的裸露末端6a的直径小于电路板内的容纳开口15的直径(当然也小于在此不可见的散热器内的容纳开口16的直径)。

在图3b中示出，连接销6的裸露末端6a通过热变形构成基本半球状的形状。尤其变形后的裸露末端6a的贴靠在电路板3上的区段现在具有的直径大于电路板内的容纳开口15的直径。由此，电路板3连同散热器4持久并可靠地与透镜5机械连接。

尽管详细地通过示出的实施例进一步展示并说明了本发明，但是，本发明不限于此，在不超出本发明的保护范围的情况下，专业人士能够由此推导出其他变体。

整体上，只要没有例如通过“刚好一个”等表述具体地排除，“一个(ein,eine)”等可理解为单数或复数，尤其针对“至少一个”或“一个或多个”等。

同样，只要没有具体排除，数字表述可包含刚好此表述的数字，也可包含通常的公差范围。

只要可用，所有在实施例中示出的单个特征都可以彼此结合和/或替换，而不超出本发明的范围。

附图标记说明

1壳体

2接口销

3电路板

4散热器

5透镜

6连接销

6a连接销的裸露末端

7肩部

8环形的透镜结构

9电子驱动件的元件

10连接线

11底部区段

12壁部区段

13缺口

14突起

15电路板内的容纳开口

16散热器内的容纳开口