Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer mobilen UVC-Lampe nach der Gattung des Oberbe griffs der Ansprüche 1 und 10.

Mobile UVC-Lampen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie werden zur Desinfektion von Flächen und Gegenständen mittels intensivem UV-C-Licht ange wendet. Stellvertretend für mobile Desinfektionsboxen sei an dieser Stelle die Box mit der Bezeichnung „MIRO ^® “ UV“ der Firma ALANDO GmbFI & Co. KG genannt, in der kleine Gegenstände, wie Mobiltelefone, Zahnbürsten, Schreibgeräte, Arbeitsmateria lien von Friseuren u. a. , desinfiziert werden können (https://alanod.com/en/news/ home-use-uv-c-disinfection-devices-expect-major-market-growt h).

Bekannt sind auch die UV - Desinfektionslampen der Firma ANEWSIR, die aus einem mit UV-C LED-Lampen versehenen Leuchtstab, der an einem Handgriff befestigt ist, bestehen. Die Länge des Leuchtstabes beträgt 240 bis 250 mm, sein Durchmesser 60 bis 65 mm und sein Gewicht 118 g (https://www.amazon.de/gp/product/ B07JCXCGQR/ref=ox_sc_act_title_3?smid=A1 EGRTR0QUH8ZT&psc=1 ). Eine deut lich kleinere mobile UV - Desinfektionslampe in Abmessungen 160 x 54 x 23 mm und einer Leistung von 4W bei 254 nm wird unter dem Link https://www. ebay. de/i/264657953788?chn=ps&norover= 1 &m kevt= 1 &mkrid=707 - 134425-41852-0&mkcid=2&itemid=264657953788&targe tid=857931346246&de- vice=c&mktype=pla&googleloc=9043959&poi=&cam paignid=10215345553&mkgrou- pid=105782607327&rlsatarget=pla-857931346246&abcld=1 139676&merchan- tid=7364532&gclid=EAIalQobChMlwcDBqZGY6glVzh0YCh3qKAnwEA kYByABE- gLXVvD_BwE angeboten.

Ferner ist eine mobile tief-ultraviolette LED-Sterilisationsvorrichtung bekannt, die aus einem Gehäuse, einem LED-Lichtmodul, einer Lichtstreuungslinse, einer Steuerpla tine, einem Erfassungsmodul für die Bewegungssteuerung, einer wärmeableitenden Aluminiumplatte, einem Schaltmodul und einem Energiemodul besteht. Der Schaltmo dul ist an der Unterseite des Gehäuses, der Energiemodul, die Steuerplatine, der Er fassungsmodul für die Bewegungssteuerung und die wärmeableitende Aluminium platte in dem Gehäuse angeordnet. Der LED-Lichtmodul, der Erfassungsmodul für die Bewegungssteuerung und der Energiemodul sind mit der Steuerplatine elektrisch ver bunden. Der LED-Lichtmodul ist auf der wärmeableitenden Aluminiumplatte befestigt und parallel zu dem Erfassungsmodul für die Bewegungssteuerung positioniert. Eine Lichtoberfläche des LED-Lichtmoduls gibt über die Lichtstreuungslinse, die an einem Ende der Gehäuseoberseite angeordnet ist, tief-ultraviolettes Licht ab. Die mobile tief ultraviolette LED-Sterilisationsvorrichtung erzeugt ein tief-ultraviolettes Licht in einem Wellenlängenbereich von 200-280 nm (CN 109602928 A).

Der Nachteil sowohl der Boxen als auch der UVC-Desinfektionslampen besteht darin, dass sie immer noch verhältnismäßig groß und damit unhandlich sind. Insbesondere bei der letztgenannten mobilen LED-Sterilisationsvorrichtung wird ihre Größe u. a. auch durch die eingebaute Aluminium-Platine zur Kühlung der drei dargestellten UVC- LEDs bestimmt. Außerdem benötigt diese UVC-Lampe eine Lichtstreuungslinse, um eine wirkungsvolle Bestrahlung der zu desinfizierenden Oberfläche zu realisieren. Ein wesentlicher Nachteil besteht ferner in dem gesteckten und geschraubten Aufbau durch zwei Kunststoff-Halbschalen, der eine staub- und wasserdichte Ausführung sehr erschwert, zumindest jedoch sehr aufwändig macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mobile UVC-Lampe zu entwickeln, die wesentlich kleiner ist als bekannte mobile Desinfektionsgeräte, einen einfachen Auf bau aufweist und ohne weiteres staub- und wasserdicht ausführbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprü che 1 und/oder 10 gelöst.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Die erfindungsgemäße mobile UVC-Lampe hat den Vorteil, dass sie mit einem mini malen Bauraum auskommt und auch von mobilen Stromquellen mit Energie versorgt werden kann. Dadurch kann sie in Bekleidungstaschen sowie Handtaschen bequem transportiert werden und ist quasi, ähnlich wie ein Portemonnaie oder ein Mobiltelefon, ständig verfügbar.

Das wird dadurch erreicht, dass mindestens eine leistungsstarke LED-Lichtquelle durch eine Ansteuerelektronik mit einer Miniatur-Leiterplatte ansteuerbar ist. Als Ein/Aus-Schalter wird ein berührungsloser Touch-Sensor in der Optik einer Leiterplatte verwendet. Alle Bauteile incl. der autarken Stromversorgung und/oder der Mittel zum Anschluss an eine autarke Stromversorgung sind in einem Gehäuse integriert, das eine wärmeableitende Struktur aufweist. Als autarke Stromversorgung können sowohl Energiespeicher, wie Batterien oder Akkus, als auch ein manuell betriebener, in das Gehäuse integrierter Dynamo, mit dem Energie durch das sog. Energie-Harvesting gewonnen wird, dienen.

Vorteilhafterweise ist die mindestens eine LED-Lichtquelle über einen Mikro-Control ler, der auf der Miniatur-Leiterplatte angeordnet ist, ansteuerbar. Dieser misst die Tem peratur der mindestens einen LED-Lichtquelle. Bei einer zu hohen Temperatur wird dies über eine verbaute Status-LED angezeigt und das Starten der Beleuchtung über die UVC-LEDs solange verhindert, bis keine Abweichung vom Microcontroller mehr gemessen wird. Dadurch wird eine Überbeanspruchung der LEDs durch Hitze zusätz lich zu der eingebauten Kühlung verhindert und gewährleistet somit einen sicheren und dauerhaften Betrieb der Lampe.

Besonders vorteilhaft ist die Integrierung der mindestens einen LED-Lichtquelle und ihrer Ansteuerelektronik in dem Gehäuse von mobilen Gebrauchsgegenständen, bei- spielsweise einer Powerbank, von mobilen Endgeräten, wie Mobiltelefonen, Smart- phones oder Tablets. Auf diese Weise bietet die mobile UVC-Lampe für diese Endge räte und unter Nutzung deren autarken Stromversorgung quasi eine neue Zusatzfunk tion zu den bisher üblichen Funktionen, wie dem Telefonieren, Fotografieren, der Nut zung von Online-Diensten oder der Taschenlampenfunktion. Bei einer derartigen An wendung kann als wärmeableitende Struktur das in der Regel größere Gehäuse dieser Gebrauchsgegenstände oder Endgeräte genutzt werden. Selbst die Unterbringung der mindestens einen LED-Lichtquelle in einem Fahrzeugschlüssel ist möglich, um bei spielsweise Türgriffe und Bedienelemente des Fahrzeugs vor dem Fahrtantritt oder nach Beendigung der Fahrt zu desinfizieren.

Denkbar sind auch andere Formen der Energieversorgung der mobilen UVC-Lampe, beispielsweise durch mechanische Bewegung der UVC-Lampe und/oder Ausnutzung von Wärme, insbesondere Körperwärme, nämlich in solchen Anwendungen, wenn die UVC-Lampe in am Körper tragbaren Gegenständen, wie z. B. Armbändern, integriert ist.

Erfolgt die Stromversorgung der UVC-Lampe über interne Speichermedien, besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, das Gehäuse der UVC-Lampe mit einer nichtmetallischen Platte, beispielsweise einer Glasplatte, abzudecken. Dadurch ist das interne Speichermedium induktiv aufladbar.

Nach einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse der UVC-Lampe mit zusätzlichen Mitteln zur Verbesserung der Wärmeableitung ver sehen. Dies kann durch eine Oberflächenvergrößerung, beispielsweise durch eine bauchige Gestaltung der äußeren Wandungen des Gehäuses und/oder durch die An ordnung von Rillen oder Nuten an der äußeren Wandungen des Gehäuses erreicht werden. Eine moderne Technologie der Wärmeableitung besteht in der Verwendung von Wärmestrahlung reflektierenden Kunststoffen. Dabei handelt es sich um mit Glas perlen bestückte Kunststoffe, die als Gehäusewerkstoff verwendet werden können.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die wärmeabge- benden Bauelemente der UVC-Lampe über wärmeleitende Brücken mit der Innenwan- düng des Gehäuses verbunden sind. Dabei wird die Wärme über kleine wärmeleitfä hige Bahnen, wie bspw. durch Blechstreifen, welche unmittelbar unter der jeweiligen LED positioniert sind, direkt in das wärmeableitende Gehäuse abgeführt. Diese spezi elle Art der Kühlung der LEDs trägt wesentlich zu der Miniaturisierung der mobilen UVC-Lampe bei.

Wird die mobile UVC-Lampe als separates Gerät betrieben, ist es vorteilhaft, das Ge häuse mit solchen Befestigungsmitteln zu versehen, die eine temporäre, lösbare Be festigung an einem anderen Gegenstand, beispielsweise an dem Gehäuse eines Mo biltelefons, ermöglichen. Als Mittel zur temporären Befestigung an dem jeweiligen Ge genstand kann beispielsweise ein Silikonnetz, eine Klebefolie oder ein Magnet dienen.

Das Gehäuse der mobilen UVC-Lampe kann auf einfache Weise auch wasserdicht ausgeführt sein.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer mobilen UVC-Lampe zur Desinfektion von Flächen und Gegenständen nach Anspruch 10 werden alle Bauteile der UVC-Lampe inclusive der autarken Stromversorgung und/oder der Mittel zum Anschluss an eine autarke Stromversorgung in einem oben offenen Gehäuse, das eine wärmeableitende Struktur aufweist, positioniert, arretiert und anschließend mit einer Vergussmasse ver gossen. Dadurch kann ganz und gar auf jedwede platzintensive Verschraubung und Befestigung verzichtet werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgen den Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße UVC-Lampe in räumlicher Darstellung; Fig. 2 einen beispielhaften schematischen Aufbau einer mobilen UVC-Lampe gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführung einer UVC-Lampe;

Fig. 4 einen Schnitt A-A durch das Gehäuse der UVC-Lampe aus Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt B-B durch das Gehäuse der UVC-Lampe aus Fig. 4 und

Fig. 6 einen beispielhaften schematischen Aufbau einer mobilen UVC-Lampe gemäß Fig. 3-5.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen mobilen UVC- Lampe, deren Bauteile in einem Gehäuse 1 mittels einer Vergussmasse, im vorliegen den Beispiel einem Epoxidharz, vergossen sind. Die Vergussmasse bildet die Ober seite 2 der UVC-Lampe. Deutlich erkennbar sind die nach außen gerichteten, konve xen Wölbungen der Wandungen des Gehäuses 1 . Dadurch wird bei einer minimalen Dimensionierung eine maximale Kühlkapazität erreicht. Nahe der beiden Längsseiten des Gehäuses 1 sind im vorliegenden Beispiel jeweils zwei Gruppen ä drei, also ins gesamt zwölf UVC-LEDs 3, angeordnet, die mediendicht in die Vergussmasse einge gossen sind. In der Mitte der Oberseite 2 ist eine Status-LED 4 angeordnet, die eben falls mediendicht in die Vergussmasse eingegossen ist.

Fig. 2 zeigt beispielhaft den prinzipiellen Aufbau einer mobilen UVC-Lampe. Im oberen Bereich des Gehäuse 1 ist eine erste Platine 5 angeordnet, die die UVC-LEDs 3 trägt. Oberhalb dieser ersten Platine 3 ist die Status-LED 4 und unterhalb der ersten Platine 3 eine zweite Platine 6 angeordnet, die eine integrierte Schaltung, passive/digitale Bauelemente sowie einen Micro Controller aufnimmt. Unterhalb der zweiten Platine 6 befindet sich ein Micro-Akku 7. Im unteren Bereich des Gehäuses 1 , unmittelbar ober halb des Bodens der UVC-Lampe ist im vorliegenden Bespiel ein kabelloser Ladere ceiver 8 angeordnet. An zwei gegenüberliegenden Innenwandungen des Gehäuses 1 ist jeweils eine dritte Platine 9 angeordnet, die einen nicht näher dargestellten Touch- Sensor als Ein-/Ausschalter aufnimmt. Der minimale Bauraum wird durch den strukturellen Aufbau sowie den speziell konzi pierten Innenraum des Gehäuses 1 realisiert. Das Gehäuse 1 ist im Innenraum kon struktiv so konzipiert, dass sämtliche notwendigen Komponenten in dafür vorgesehene Aufnahmen im Gehäuse 1 durch einfaches Einstecken platzsparend platziert werden. Im vorliegenden Beispiel wird die dritte Platine 9 des Touch-Sensors seitlich in eine Ausbuchtung in das Gehäuse 1 eingesetzt und ist somit zugleich korrekt positioniert. Der Micro-Akku 7, der kabellose Ladereceiver 8 und die erste und zweite Platine 5, 6 werden dann im Innenraum direkt übereinander gesteckt und durch seitliche Micro- Haltepunkte an der richtigen Position gehalten. Abschließend werden die Bauteile ver gossen und somit dauerhaft lagefixiert.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen ein Gehäuse für eine zweite Ausführung einer erfindungsge mäßen mobilen UVC-Lampe, das lediglich aus Seitenwandungen 10 besteht. Auch bei dieser Ausführung sind die nach außen gerichteten konvexen Wölbungen der Seiten wandungen 10 des Gehäuses deutlich erkennbar. Dadurch wird, wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung bereits erläutert, bei einer minimalen Dimensionierung eine maximale Kühlkapazität erreicht. Das Gehäuse besteht im vorliegenden Beispiel wegen seiner guten Wärmeleiteigenschaften und des verhältnismäßig geringen Ge wichts aus Aluminium. An der Oberseite ist das Gehäuse mit einer oberen Glasplatte 11 und an seiner Unterseite mit einer unteren Glasplatte 12 ebenfalls mediendicht ver schlossen.

Fig. 6 zeigt beispielhaft den prinzipiellen Aufbau der oben beschriebenen zweiten Aus führung einer erfindungsgemäßen mobilen UVC-Lampe. Unmittelbar unterhalb der oberen Glasplatte 11 befindet sich eine obere Platine 13, auf der die hier nicht näher dargestellten UVC-LEDs sowie eine Status-LED 14 angeordnet sind. Eine darunter angeordnete PCB-Platine 15 nimmt eine integrierte Schaltung sowie die passiven/di gitalen Bauelemente auf. Darunter befindet sich ein Micro-Akku 16 als Energiequelle. Zwischen dem Micro-Akku 16 und der unteren Glasplatte 12 sind ein kabelloser La dereceiver 17 sowie ein Touch-Sensor 18 als Ein-/Ausschalter angeordnet.

Der kleine Bauraum wird hier durch eine spezielle Miniatur-Leiterplatte sowie durch Integration und Nutzung des berührungslosen Touch-Sensors 18 als Ein-/Aus-Schal- ter in der Optik einer Leiterplatte erreicht. Der nichtmetallische Verschluss des Gehäu ses mit der unteren Glasplatte 12 ermöglicht es, den Micro-Akku 16 induktiv aufzula den.

In beiden Anwendungsbeispielen wird über hier ebenfalls nicht dargestellte kleine Me tallfahnen, die mit ihrem einen Ende an dem Gehäuse 1 oder den Seitenwandungen 10 der UVC-Lampe befestigt sind, die im Betrieb der UVC-Lampe an den zu kühlenden Elementen, wie z. B. den UVC-LEDs 3, entstehende Wärme konzentriert in das Ge häuse 1 oder die Seitenwandungen 10 abgeführt.

Zusätzlich kann über eine Rillen-Prägung an der umlaufenden Außenseite des Gehäu ses 1 oder den Seitenwandungen 10 die Fläche und somit die Kühlwirkung erhöht werden. Das wird dann erforderlich, wenn sogenannte High-Power UVC-LEDs zum Einsatz kommen, um a) die Desinfektionswirkung zu erhöhen und/oder um b) die Des infektionszeit zu reduzieren und/oder c) die Anzahl der notwendigen LEDs zu reduzie ren.

In den beiden Anwendungsbeispielen wird eine erfolgreiche Desinfektion durch aktuell insgesamt 12 UV-LEDs 3 realisiert (Dimension der LED-Fläche an der Lampe 40 x 20 x2 mm). Gepaart mit der Leiterplatte und dem jeweiligen Touch-Sensor wird eine Leis tungsaufnahme von nur 3V und 280 mA realisiert. Somit kann ein Micro-Akku mit 240 - 330 mAh eingesetzt werden, so dass potentiell bei einer durchschnittlichen Desinfek tionszeit von 30 Sekunden und einen Abstand zum zu desinfizierenden Gegenstand von 10 - 50 mm (Kapazität Akku 4.248 Sekunden) bis zu 141 Desinfektionsdurch gänge mit nur einer Akkuladung durchgeführt werden können. Die Größe des verwen deten Akkus beträgt in diesem Beispiel 40 x 22,5 x 4,6 mm.

Eine ausreichende Desinfektionsleistung wird bereits durch eine Ansteuerung von 2 x 4 UVC-LEDs erreicht. Das entspricht einer Gesamtleistung von mindestens 3 V und/o der 4 W. Der Bauraum für eine solche UVC-Lampe beträgt (Länge x Breite x Höhe) ca. 55 x 33 x 5 - 17 mm, der Innenraum ca. 45 x 23 x 13 mm). Ohne eine interne Energiequelle verringert sich die Höhe um die Hälfte. Es versteht sich von selbst, dass sich der aktuell benötigte Bauraum aufgrund der sich ständig weiterentwickelnden Elektronik in Zukunft nochmals um ein Vielfaches verkleinern wird, so dass die hier angegebenen Abmessungen in keiner Weise bindend oder endgültig sind. Aber bereits bei den o. g. geringen Abmessungen ist es angebracht, eine solche UVC-Lampe als „Mikro- oder Nano UVC-Lampe“ zu bezeichnen.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Oberseite

3 UVC-LEDs

4 Status-LED

5 Erste Platine

6 Zweite Platine

7 Micro-Akku

8 Ladereceiver

9 Dritte Platine

10 Seitenwandung

11 Obere Glasplatte

12 Untere Glasplatte

13 Obere Platine

14 Status-LED

15 PCB-Platine

16 Micro-Akku

17 Ladereceiver

18 Touch-Sensor