Title:
Leuchtmittelsystem
Kind Code:
A1
Abstract:

Leuchtmittelsystem, das ein Leuchtmittel (1) mit einem integrierten Energiespeicher (13) und ein Lademodul (2) aufweist, wobei das Leuchtmittel (1) mit einem Helm oder einem Band für Stirn oder Körper einer Person lösbar verbindbar ist, wobei der Energiespeicher (13) durch das Einlegen des Leuchtmittels (1) in das Lademodul (2) aufladbar ist, wobei die Verbindung für den Energietransfer zwischen dem Leuchtmittel (1) und dem Lademodul (2) kabellos ist, wobei der Energiespeicher (13) des Leuchtmittels (1) mittels Induktion aufladbar ist.



Inventors:
Seel, Nikolai (58285, Gevelsberg, DE)
Application Number:
DE102016104425A
Publication Date:
09/14/2017
Filing Date:
03/10/2016
Assignee:
KSE-LIGHTS GmbH, 58256 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102013203021A1N/A2014-08-07
DE212012000184U1N/A2014-06-11
Foreign References:
GB2432653A2007-05-30
201001240502010-05-20
WO2005074382A22005-08-18
Attorney, Agent or Firm:
Patent- und Rechtsanwälte Meinke, Dabringhaus und Partner, 44141, Dortmund, DE
Claims:
1. Leuchtmittelsystem, das ein Leuchtmittel (1) mit einem integrierten Energiespeicher (13) sowie ein Lademodul (2) aufweist, wobei das Leuchtmittel (1) mit einem Helm oder einem Band für Stirn oder Körper einer Person lösbar verbindbar ist, wobei der Energiespeicher (13) durch das Einlegen des Leuchtmittels (1) in das Lademodul (2) aufladbar ist, wobei die Verbindung für den Energietransfer zwischen dem Leuchtmittel (1) und dem Lademodul (2) kabellos ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (13) des Leuchtmittels (1) mittels Induktion aufladbar ist.

2. Leuchtmittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) mit dem Lademodul (2) mittels einer magnetischen Kraft lösbar verbindbar ist.

3. Leuchtmittelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (2) eine Ladeschale (3) aufweist, in die das Leuchtmittel (1) formschlüssig einsteckbar ist.

4. Leuchtmittel für ein Leuchtmittelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel ein Induktionsmodul (15) mit einer Sekundärspule aufweist.

5. Leuchtmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) ein Steuermodul (15) aufweist, welches eine Steuerelektronik, wenigstens eine Lichtquelle und ein optisches Linsensystem aufweist.

6. Leuchtmittel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (15) wenigstens zwei Lichtquellen aufweist, denen wenigstens zwei unterschiedliche optische Linsensysteme zugeordnet sind.

7. Leuchtmittel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement ist.

8. Leuchtmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) einen Reflektor (11) aufweist.

9. Leuchtmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) einen Transponder (14) aufweist.

10. Leuchtmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) wenigstens ein lichtdurchlässiges Element (5) aufweist.

11. Leuchtmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) wenigstens eine Aufnahmelasche (6) aufweist.

12. Leuchtmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) wenigstens einen Magneten (17) aufweist.

13. Lademodul für ein Leuchtmittelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (2) eine Primärspule aufweist, die beim Ladevorgang mit Wechselstrom beaufschlagt wird.

14. Lademodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul (2) wenigstens einen Magneten (17) aufweist.

15. Lademodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Magnet (17) in einem Arm (20) der Ladeschale (3) angeordnet ist.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittelsystem, das ein Leuchtmittel mit einem integrierten Energiespeicher sowie ein Lademodul aufweist, wobei das Leuchtmittel mit einem Helm oder einem Band für Stirn oder Körper einer Person lösbar verbindbar ist, wobei der Energiespeicher durch das Einlegen des Leuchtmittels in das Lademodul aufladbar ist, wobei die Verbindung für den Energietransfer zwischen dem Leuchtmittel und dem Lademodul kabellos ist.

Solche Leuchtmittelsysteme sind weit verbreitet und werden typischerweise in Industrieanlagen oder im Bergbau eingesetzt, um an schlecht beleuchteten Arbeitsplätzen ein freihändiges Arbeiten zu ermöglichen. Bei diesen Leuchtmittelsystemen weist sowohl das Leuchtmittel als auch das Lademodul metallische Schnittstellen in Form von Kontaktschienen auf, die sich beim Einstecken des Leuchtmittels in das Lademodul berühren und somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Leuchtmittel und dem Lademodul herstellen. Durch diese Verbindung kann der Energiespeicher, falls die Lichtausbeute des Leuchtmittels zu schwach ist, wieder aufgeladen werden.

Nachteilig an diesen Leuchtmittelsystemen sind jedoch die Standzeiten, die durch den mechanischen Verschleiß und Korrosion der Kontaktschienen verhältnismäßig kurz sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass beim Einstecken des Leuchtmittels in das Lademodul Funken entstehen können und daher ein Einsatz dieser Leuchtmittelsysteme in explosionsgefährdeten Bereichen verboten ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Leuchtmittelsystem der eingangs bezeichneten Art anzugeben, das eine möglichst lange Lebensdauer aufweist und die Entstehung wirksamer Zündquellen vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einem Leuchtmittelsystem der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es wird somit ein Leuchtmittelsystem zur Verfügung gestellt, dass den integrierten Energiespeicher des Leuchtmittels durch induktive Energieübertragung auflädt. Somit werden auch keine elektrisch leitenden Verbindungen in Form von Kontaktschienen zwischen dem Leuchtmittel und dem Lademodul benötigt, so dass die Gefahr eines Funkenschlags nicht besteht und das Leuchtmittelsystem risikolos in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei ist zweckmäßig, dass das Leuchtmittel mit dem Lademodul mittels einer magnetischen Kraft lösbar verbindbar ist. Vorteilhaft hieran ist, dass das Leuchtmittel in das Lademodul im Wesentlichen reibungsfrei einlegbar ist und damit die Standzeiten erhöht werden, da der Verschleiß durch die Reibung zwischen der Oberfläche des Leuchtmittel und des Lademoduls reduziert wird.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Lademodul eine Ladeschale aufweist, in die das Leuchtmittel formschlüssig einsteckbar ist. Durch die formschlüssige Verbindung wird das Leuchtmittel fest im Lademodul fixiert, so dass ein versehentliches Herausrutschen des Leuchtmittels, das den Ladevorgang unterbrechen würde, verhindert wird.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das Leuchtmittel ein Induktionsmodul mit einer Sekundärspule aufweist. Wird die Sekundärspule von einem zeitlich veränderlichen Magnetfeld durchströmt, erzeugt sie einen Wechselstrom, der den Energiespeicher speist und auflädt. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Ablauf der Energieübertragung mit dem proprietären Standard Qi konform ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Leuchtmittel ein Steuermodul aufweist, welches eine Steuerelektronik, wenigstens eine Lichtquelle und ein optisches Linsensystem aufweist. Die Steuerelektronik steuert die Spannung bzw. den Strom mit dem die Lichtquelle betrieben wird und schützt diese vor Überspannungen. Das optische Linsensystem hat den Vorteil, dass das meistens divergente Licht der Lichtquelle in eine gewünschte Richtung gebündelt wird, wobei der Fokuspunkt von den verwendeten Linsen abhängt.

In einer besonderen weiteren Ausgestaltung des Leuchtmittels ist vorgesehen, dass das Steuermodul wenigstens zwei Lichtquellen aufweist, denen wenigstens zwei unterschiedliche optische Linsensysteme zugeordnet sind. Vorteilhaft hieran ist, dass die optischen Linsensysteme verschiedene Brennweiten zur Verfügung stellen, um z.B. das Licht der ersten Lichtquelle auf ein nahes Objekt zu fokussieren und mit dem Licht der zweiten Lichtquelle Objekte in der Ferne ausreichend auszuleuchten.

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lichtquelle des Leuchtmittels ein lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement ist. Solche Bauelemente sind zum Beispiel Leuchtdioden (LEDs), die eine geringe Energieaufnahme haben, jedoch eine hohe Lichtausbeute aufweisen. Durch den Einsatz einer Leuchtdiode wird der Zeitabstand zwischen den Aufladezyklen des Leuchtmittels bei gleichbleibender Kapazität des Energiespeichers vergrößert.

Es ist besonders bevorzugt, dass das Leuchtmittel einen Reflektor aufweist. Da das Licht der Lichtquelle üblicherweise divergent ist, bündelt der Reflektor das divergente Licht, so dass die Streuverluste des Lichtes minimiert werden und dadurch die Lichtstärke des Lichtmittels insgesamt maximiert wird.

In einer weiteren besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Leuchtmittel einen Transponder aufweist. Dieser Transponder kann zur Personenortung oder zur Ortung das Leuchtmittel selbst genutzt werden.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Leuchtmittel wenigstens ein lichtdurchlässiges Element aufweist. Dieses Element kann sowohl für den sichtbaren Wellenlängenbereich als auch für den Infrarotbereich transparent ausgestaltet sein.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das Leuchtmittel wenigstens eine Aufnahmelasche aufweist, so dass das Leuchtmittel mit einem Helm oder einem Band für Stirn oder Körper einer Person lösbar verbindbar ist.

In einer weiteren besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Leuchtmittel wenigstens einen Magneten aufweist. Vorteilhaft hieran ist, dass das Leuchtmittel somit an metallischen oder magnetischen Objekten befestigbar ist. Bevorzugt vorgesehen ist dabei, dass die Magnete im Kunststoffgehäuse des Leuchtmittels integriert sind und somit eine Korrosion des Magneten verhindert wird.

Eine weitere Ausführungsform des Lademoduls sieht vor, dass das Lademodul eine Primärspule aufweist, die beim Ladevorgang mit Wechselstrom beaufschlagt wird. Die Primärspule im Lademodul erzeugt ein zeitabhängiges Magnetfeld, welches die Sekundärspule des Leuchtmittels durchströmt und dadurch einen Wechselstrom induziert, der den Energiespeicher auflädt.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das Lademodul wenigstens einen Magneten aufweist, wobei dieser Magnet vorzugsweise im Gehäuse des Lademoduls integriertes und damit vor Korrosion geschützt.

Eine weitere besondere Ausführungsform des Lademoduls sieht vor, dass wenigstens ein Magnet in einem Arm der Ladeschale angeordnet ist. Vorteilhaft hieran ist, dass der Magnet in diesem Arm einen sehr geringen Abstand zu den Magneten im Leuchtmittel aufweist, so dass eine starke magnetische Verbindung zwischen dem Leuchtmittel und dem Lademodul herstellbar ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit dem gleichen

Bezugszeichen versehen. Es zeigt

1 das erfindungsgemäße Leuchtmittelsystem,

2 eine Rückansicht des Leuchtmittels,

3 eine Explosionszeichnung des Leuchtmittels,

4 eine Draufsicht auf das Leuchtmittelsystem.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Leuchtmittelsystem 19, das ein Leuchtmittel 1 und ein Lademodul 2 aufweist, wobei das Leuchtmittel 1 in dieser Darstellung nicht im Lademodul 2 eingesteckt ist. Das Lademodul 2 weist eine an einer Lademodulfront 10 angeordnete Ladeschale 3 mit zwei Armen 20 auf, die so ausgestaltet sind, dass das Leuchtmittel 1 formschlüssig in die Ladeschale 3 einlegbar ist. Im Inneren des Lademoduls 2 unter einer Lademodulfront 10 ist eine in dieser Zeichnung nicht sichtbare Primärspule angeordnet, die während des Ladevorgangs mit Wechselstrom beaufschlagt wird und dadurch ein zeitabhängiges Magnetfeld erzeugt, das den Raum zwischen den Armen 20 der Ladeschale 3 durchdringt.

Eine Vorder- und eine Rückansicht des Leuchtmittels 1 ist in 1 bzw. 2 dargestellt. Das Leuchtmittel 1 weist ein Gehäuse 8 auf, dass an einem Ende komplementär zur Ladeschale 3 ausgestaltet ist, um ein formschlüssiges Einlegen in die Ladeschale 3 zu ermöglichen. Eine am Gehäuse 8 angeordnete Aufnahmelasche 6 dient zur Befestigung des Leuchtmittels 1 an einem Helm oder einem Band für Stirn oder Körper einer Person. Zusätzlich weist das Gehäuse 8 einen Schalter 4 auf, mit dem das Leuchtmittel ein- und ausgeschaltet wird.

Beim Einlegen des Leuchtmittels 1 in das Lademodul 2 startet der Ladevorgang, bei dem das zeitabhängige Magnetfeld der Primärspule einen Strom in einer hier nicht dargestellten und innerhalb des Leuchtmittels 1 angeordneten Sekundärspule erzeugt. Die Sekundärspule befindet sich unter einer Gehäuserückseite 9, so dass während des Ladevorgangs die Primärspule und die Sekundärspule minimal beanstandet sind, da die Gehäuserückseite 9 im Wesentlichen auf der Lademodulfront 10 aufliegt. Dies hat den Vorteil, dass der induktive Aufladevorgang schneller abläuft und Energieverluste minimiert werden.

Das Gehäuse 8 weist außerdem einen Schraubdeckel 7 auf, in dem ein lichtdurchlässiges Element 5 angeordnet ist, wobei lichtdurchlässig bedeutet, dass elektromagnetische Wellen im sichtbaren oder infraroten Bereich im Wesentlichen verlustfrei durch dieses Element 5 propagieren. Der Schraubdeckel 7 hat ein Innengewinde, das komplementär zu einem Gewinde 16 des Gehäuses 8 ausgestaltet ist.

Die Explosionszeichnung in 3 zeigt den inneren Aufbau des Leuchtmittels 1, der so optimiert wurde, dass bei einem möglichst kompakten Aufbau die Innentemperatur des Leuchtmittels 1 den kritischen Wert von 50 °C nicht übersteigt, um die Komponenten des Leuchtmittels 1 vor einer dauerhaften negativen Einwirkung zu schützen und damit die Lebensdauer des Leuchtmittels 1 erheblich zu steigern.

Im Inneren des Leuchtmittels 1 ist ein Induktionsmodul 15, das die nicht dargestellte Sekundärspule aufweist, und ein Energiespeicher 13 angeordnet, wobei der Energiespeicher 13 vorzugsweise ein Lithium-Ionen-Akkumulator ist. Ferner weist das Leuchtmittel 1 einen Transponder 14 auf, der aktiv oder passiv sein kann und zur Personenortung im Unglücksfall oder zur Ortung des Leuchtmittels 1 selbst nutzbar ist.

Das im Leuchtmittel 1 angeordnete Steuermodul 12 weist eine Steuerelektronik, wenigstens eine Lichtquelle und ein optisches Linsensystem auf. Die Steuerelektronik ist mit dem Schalter 4 verbunden und steuert oder regelt die Spannung, die an der Lichtquelle anliegt. Ferner steuert oder regelt die Steuerelektronik das Auf- und Entladen des Energiespeichers 13. Ist dieser Energiespeicher 13 als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet, muss dieser durch die Steuerelektronik vor einer Tiefentladung geschützt werden, da dies sonst zu einer irreversibler Schädigung des Akkumulators und einen erheblichen Kapazitätsverlust führt. Das Steuermodul 12 kann auch zwei oder mehrere Lichtquellen aufweisen, denen jeweils unterschiedliche Linsensysteme zugeordnet sind, die unterschiedliche Brennweiten aufweisen. Somit kann die für den jeweils richtigen Einsatzzweck optimale Lichtquelle ausgewählt werden, ohne dass dafür ein zweites Leuchtmittel 1 benötigt wird.

Ferner ist im Leuchtmittel 1 ein Reflektor 11 angeordnet, der eine reflektierende Oberfläche aufweist und somit das Streulicht der Lichtquelle in eine Richtung bündelt. Hierdurch wird die Lichtausbeute des Leuchtmittels 1 bei gleich bleibenden Energieverbrauch erheblich erhöht.

In 4 ist eine Draufsicht auf das Leuchtmittelsystem 19 gezeigt, wobei im Leuchtmittel 1 wenigstens ein Magnet 17 angeordnet ist. Zusätzlich weist ein Arm 20 der Ladeschale 3 einen Magneten 18 auf. Der Magnet 17 des Leuchtmittels 1 ist in das Gehäuse 8 integriert und somit vor mechanischen Verschleiß und Korrosion geschützt. Auch der Magnet 18 im Arm 20 ist in diesen integriert und daher auch vor mechanischen Verschleiß als auch Korrosion geschützt. Unter der Formulierung „integriert“ ist zu verstehen, dass der Magnet vollständig vom Gehäuse 8 oder einem Arm 20 umschlossen ist. Die Magnete selbst sind vorzugsweise als extrem starke Neodym-Magneten ausgebildet und bilden somit im eingesteckten Zustand des Leuchtmittels 1 im Lademodul 2 ein magnetisches Verriegelungssystem, das das Leuchtmittel 1 richtig positioniert und immer eine optimale Energieübertragung gewährleistet.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So weist das Lademodul 2 natürlich einen nicht gezeigten Netzstecker inklusive Kabel auf, um das Lademodul 2 mit einer Spannung zu versorgen. Ferner kann das Lademodul 2 selbst eine Halterung aufweisen, so dass mehrere solcher Module in einer Reihe angebracht werden können.

Bezugszeichenliste

1
Leuchtmittel
2
Lademodul
3
Ladeschale
4
Schalter
5
lichtdurchlässiges Element
6
Aufnahmelasche
7
Schraubdeckel
8
Gehäuse
9
Gehäuserückseite
10
Lademodulfront
11
Reflektor
12
Steuermodul
13
Energiespeicher
14
Transponder
15
Induktionsmodul
16
Gewinde
17
Magnet
18
Magnet
19
Leuchtmittelsystem
20
Arm