CH705463A1 - LED lamp for emitting visible light, has heat sink that is connected lamp portion, where predetermined area enclosed by convex hull of lamp portion is filled with material such as aluminum or aluminum alloy - Google Patents
LED lamp for emitting visible light, has heat sink that is connected lamp portion, where predetermined area enclosed by convex hull of lamp portion is filled with material such as aluminum or aluminum alloy Download PDFInfo
- Publication number
- CH705463A1 CH705463A1 CH01453/11A CH14532011A CH705463A1 CH 705463 A1 CH705463 A1 CH 705463A1 CH 01453/11 A CH01453/11 A CH 01453/11A CH 14532011 A CH14532011 A CH 14532011A CH 705463 A1 CH705463 A1 CH 705463A1
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- lamp
- led
- leds
- heat sink
- aluminum
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
- F21V29/83—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks the elements having apertures, ducts or channels, e.g. heat radiation holes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/20—Light sources comprising attachment means
- F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
- F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
- F21V3/06—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material
- F21V3/061—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being glass
- F21V3/0615—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being glass the material diffusing light, e.g. translucent glass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
- F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
- F21V3/06—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material
- F21V3/062—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being plastics
- F21V3/0625—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being plastics the material diffusing light, e.g. translucent plastics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2107/00—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements
- F21Y2107/40—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on the sides of polyhedrons, e.g. cubes or pyramids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Beleuchtungskörper und insbesondere auf eine LED-Lampe gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to the field of lighting fixtures and in particular to an LED lamp according to the preamble of claim 1.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
[0002] Um herkömmliche Glühbirnen zu ersetzten werden Fluoreszenzlampen und LED-Lampen eingesetzt. Fluoreszenzlampen erreichen nach dem Einschalten nicht sofort ihre maximale Helligkeit und haben eine beschränkte Lebensdauer. Bekannte LED-Lampen weisen eine für viele Anwendungen im Wohn- oder Arbeitsbereich zu geringe Helligkeit resp. Lichtstärke auf. Entsprechende Anordnungen mit einer Vielzahl von LED’s werden beispielsweise als «com bulb» bezeichnet. Es wird versucht, mit einer hohen Zahl von LEDs und/oder mit Reflektoren und/oder durch Erhöhung der Leistung der LEDs die Helligkeit zu erhöhen. Bei der Verwendung von Reflektoren ist aber der erzeugte Lichtkegel stark gerichtet, was in manchen Anwendungen unerwünscht ist. Bei anderen Geometrien wiederum ist die Ausleuchtung nach vorne unbefriedigend. Bei einer Erhöhung der Leistung der LEDs wird eine Kühlung erforderlich, was einerseits die Gestaltungsfreiheit bezüglich der Konstruktion der Lampe einschränkt und andererseits ästhetisch unbefriedigend sein kann. Es besteht somit ein Bedürfnis nach einer LED-Lampe mit einer hohen Helligkeit und gleichwohl einem weiten Abstrahlbereich und einer ästhetisch ansprechenden und mit bisherigen Lampen kompatiblen Form. To replace conventional bulbs fluorescent lamps and LED lamps are used. Fluorescent lamps do not immediately reach their maximum brightness after being switched on and have a limited service life. Known LED lamps have for many applications in the living or working area too low brightness resp. Light intensity on. Corresponding arrangements with a plurality of LEDs are referred to, for example, as "com bulb". An attempt is made to increase the brightness with a high number of LEDs and / or with reflectors and / or by increasing the power of the LEDs. When using reflectors, however, the generated light cone is strongly directed, which is undesirable in some applications. For other geometries, in turn, the forward illumination is unsatisfactory. With an increase in the power of the LEDs cooling is required, which on the one hand restricts the freedom of design with respect to the construction of the lamp and on the other hand may be aesthetically unsatisfactory. There is thus a need for an LED lamp with a high brightness and yet a wide radiation range and an aesthetically pleasing and compatible with previous lamps form.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
[0003] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine LED-Lampe der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile behebt. It is therefore an object of the invention to provide an LED lamp of the type mentioned, which overcomes the disadvantages mentioned above.
[0004] Diese Aufgabe lösen eine LED-Lampe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und 12. This object is achieved by an LED lamp having the features of patent claims 1 and 12.
[0005] Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung weist also die LED-Lampe zum Abstrahlen von sichtbarem Licht eine Mehrzahl von LEDs auf, sowie einen Sockel, und einen am Sockel anschliessenden Kühlkörper. Dabei erzeugen die LEDs im Betrieb einen Lichtstrom von insgesamt mindestens 600 lm, vorzugsweise mindestens 800 lm, sind die LEDs auf einem Lampenkörper angeordnet und wärmeleitend mit diesem verbunden; bildet ein Teil des Lampenkörpers den Kühlkörper; sind mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 70% des von der konvexen Hülle des Lampenkörpers umschlossenen Volumens durch das Material des Lampenkörpers ausgefüllt.According to a first aspect of the invention, therefore, the LED lamp for emitting visible light on a plurality of LEDs, and a base, and a socket adjoining the heat sink. there In operation, the LEDs generate a luminous flux of at least 600 lm, preferably at least 800 lm, during operation. the LEDs are arranged on a lamp body and thermally conductively connected thereto; a part of the lamp body forms the heat sink; At least 60%, preferably at least 70% of the volume enclosed by the convex envelope of the lamp body is filled by the material of the lamp body.
[0006] Durch den hohen Anteil des Materials des Lampenkörpers ist es möglich, eine hohe Verlustleistung aufzunehmen und abzustrahlen, ohne dass der Lampenkörper und die LEDs eine zu hohe Temperatur erreichen, welche die LEDs zerstören kann. In einer Ausführungsform ist das Material des Lampenkörpers ein Metall wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Vorzugsweise weist eine solche Legierung Kupfer auf. Prinzipiell ist es auch möglich, den Lampenkörper ganz aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder einem besser wärmeleitenden Material zu fertigen. Due to the high proportion of the material of the lamp body, it is possible to record a high power loss and radiate without the lamp body and the LEDs reach a high temperature, which can destroy the LEDs. In one embodiment, the material of the lamp body is a metal such as aluminum or an aluminum alloy. Preferably, such an alloy comprises copper. In principle, it is also possible to manufacture the lamp body entirely from copper, a copper alloy or a material which conducts heat better.
[0007] In einer Ausführungsform weist die Lampe eine Länge zwischen 10cm und 14cm auf, insbesondere von 12cm, und vorzugsweise einen maximalen Durchmesser zwischen 5cm und 7cm, insbesondere von 6cm, und der Lampenkörper eine Masse von mindestens 200g oder 250g, vorzugsweise mindestens 270g. Vorzugsweise weisen dabei die LEDs im Betrieb eine Verlustleistung zwischen 8W und 10W, insbesondere zwischen 8.5W und 9.5W auf. Bei aktuellen Hochleistungs-LEDs entspricht eine Verlustleistung zwischen 8W und 10W beispielsweise einem Lichtstrom von 550 lm bis 800 Im. In one embodiment, the lamp has a length between 10cm and 14cm, in particular 12cm, and preferably a maximum diameter between 5cm and 7cm, in particular 6cm, and the lamp body a mass of at least 200g or 250g, preferably at least 270g. During operation, the LEDs preferably have a power loss between 8W and 10W, in particular between 8.5W and 9.5W. With current high-power LEDs, a power loss between 8W and 10W corresponds, for example, to a luminous flux of 550 lm to 800 lm.
[0008] In anderen Ausführungsformen weist die Lampe eine Verlustleistung der LEDs zwischen 6W und 7W auf (entsprechend beispielsweise einem Lichtstrom von 480 Im bis 550 lm), und eine Masse von mindestens 160 g, vorzugsweise mindestens 180 g. Die Länge der Lampe in dieser Ausführungsform beträgt vorzugsweise zwischen 10 cm und 14 cm, insbesondere zumindest annähernd bei 12 cm, der Durchmesser zwischen 5 cm und 7 cm, insbesondere zumindest annähernd bei 6 cm. In other embodiments, the lamp has a power dissipation of the LEDs between 6W and 7W (corresponding, for example, a luminous flux of 480 Im to 550 lm), and a mass of at least 160 g, preferably at least 180 g. The length of the lamp in this embodiment is preferably between 10 cm and 14 cm, in particular at least approximately 12 cm, the diameter between 5 cm and 7 cm, in particular at least approximately 6 cm.
[0009] In anderen Ausführungsformen weist die Lampe eine Verlustleistung der LEDs zwischen 4W und 5W auf (entsprechend beispielsweise einem Lichtstrom von 350 Im bis 450 Im), und eine Masse von mindestens 125 g, vorzugsweise mindestens 140 g. Die Länge der Lampe in dieser Ausführungsform beträgt vorzugsweise zwischen 8 cm und 12 cm, insbesondere zumindest annähernd bei 10 cm, der Durchmesser zwischen 4 cm und 6 cm, insbesondere zumindest annähernd bei 5 cm. In other embodiments, the lamp has a power dissipation of the LEDs between 4W and 5W (corresponding, for example, to a luminous flux of 350 Im to 450 Im), and a mass of at least 125 g, preferably at least 140 g. The length of the lamp in this embodiment is preferably between 8 cm and 12 cm, in particular at least approximately 10 cm, the diameter between 4 cm and 6 cm, in particular at least approximately 5 cm.
[0010] In einer Ausführungsform weist die Lampe in ihrer äusseren Form einen Sockel auf, und am dem Sockel gegenüberliegenden Ende zumindest annähernd eine Kugelkalotte, und dazwischen einen Übergangsbereich, wobei der Übergangsbereich eine glatte Oberfläche ohne Kühlrippen aufweist und verchromt sein kann. In one embodiment, the lamp has in its outer form a base, and at the base opposite end at least approximately a spherical cap, and between a transition region, wherein the transition region has a smooth surface without cooling fins and can be chrome-plated.
[0011] In einer Ausführungsform sind die LEDs SMD-Bauteile und mit SMD-Technik auf LED-Trägern montiert, und sind die LED-Träger auf dem LED-Körper montiert. Damit ist eine gute Kühlung der LEDs möglich. Zudem können einzelne LEDs einfach ersetzt werden, ohne dass die LED-Träger demontiert werden müssen. In one embodiment, the LEDs are SMD components and mounted on LED carriers with SMD technology, and the LED carriers are mounted on the LED body. This is a good cooling of the LEDs possible. In addition, individual LEDs can be easily replaced without having to disassemble the LED carrier.
[0012] Vorzugsweise sind, gemäss einer Ausführungsform, die LED-Träger über eine Wärmeleitschicht mit dem LED-Körper verbunden. Preferably, according to one embodiment, the LED carrier are connected via a heat conducting layer with the LED body.
[0013] In einer weiteren Ausführungsform ist in einem Hohlraum im Lampenkörper ein Vorschaltgerät zur Speisung der LEDs angeordnet, und weist der Lampenkörper Ausnehmungen zur konvektiven Kühlung des Vorschaltgerätes auf. In a further embodiment, a ballast for supplying the LEDs is arranged in a cavity in the lamp body, and the lamp body recesses for convective cooling of the ballast on.
[0014] Der Lampenkörper kann einstückig geformt sein, beispielsweise durch spanende Bearbeitung oder Giessen. Der Lampenkörper kann auch zwei miteinander lösbar verbundene Teilkörper aufweisen: einen LED-Körper, welcher die LEDs trägt, und einen Kühlkörper, welcher die Aussenfläche der Lampe im Übergangsbereich bildet. LED-Körper und Kühlkörper sind wiederholt lösbar und trennbar. Damit kann ein ganzer LED-Körper ausgetauscht werden oder kann als Modul für verschiedene Lampentypen hergestellt werden. The lamp body may be integrally formed, for example by machining or casting. The lamp body can also have two part bodies detachably connected to one another: an LED body, which carries the LEDs, and a heat sink, which forms the outer surface of the lamp in the transition region. LED body and heatsink are repeatedly detachable and separable. This can be used to replace an entire LED body or can be manufactured as a module for different lamp types.
[0015] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die LED-Lampe zum Abstrahlen von sichtbarem Licht eine Mehrzahl von LEDs auf, welche einen Abstrahlwinkel von mindestens 140°, vorzugsweise mindestens 160°, aufweisen und auf einem LED-Körper angeordnet und wärmeleitend mit diesem verbunden sind; wobei der LED-Körper eine rotationssymmetrische Form mit einer Symmetrieachse aufweist. Die entsprechende Symmetrieachse des LED-Körpers bildet, falls der LED-Körper Teil eines Lampenkörpers ist, auch die Längsachse des Lampenkörpers und der Lampe. Der LED-Körper weist eine erste ebene Fläche auf, die in einem zentralen Bereich des LED-Körpers normal zu dieser Symmetrieachse angeordnet und mit LEDs versehen ist, insbesondere über LED-Träger. Der LED-Körper weist sieben weitere ebene Flächen auf, die ebenfalls mit LEDs versehen sind und in einem peripheren Bereich des LED-Körpers regelmässig um den Umfang der ersten ebenen Fläche verteilt und in einem Winkel zwischen 55° und 75° Grad bezüglich der Ebene der ersten ebenen Fläche geneigt sind. According to a further aspect of the invention, the LED lamp for emitting visible light on a plurality of LEDs, which have a radiation angle of at least 140 °, preferably at least 160 °, and arranged on an LED body and heat-conducting with this are connected; wherein the LED body has a rotationally symmetric shape with an axis of symmetry. The corresponding axis of symmetry of the LED body, if the LED body is part of a lamp body, also forms the longitudinal axis of the lamp body and the lamp. The LED body has a first planar surface, which is arranged in a central region of the LED body normal to this axis of symmetry and provided with LEDs, in particular via LED carrier. The LED body has seven further flat surfaces, which are also provided with LEDs and distributed in a peripheral region of the LED body regularly around the circumference of the first flat surface and at an angle between 55 ° and 75 ° degrees with respect to the plane of first flat surface are inclined.
[0016] In einer Ausführungsform weist die Lampe mehrere gleich gestaltete LED-Körper auf, welche mit einem gemeinsamen Kühlkörper zur Aufnahme und Abstrahlung der Verlustleistung der LED-Körper verbunden sind. In one embodiment, the lamp has a plurality of identically designed LED body, which are connected to a common heat sink for receiving and radiating the power loss of the LED body.
[0017] Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Further preferred embodiments will become apparent from the dependent claims.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0018] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausrührungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils: <tb>Fig. 1-3<sep>eine LED-Lampe in einer Explosionszeichnung, einer Ansicht und im Querschnitt; <tb>Fig. 4a-4e<sep>einen Lampenkörper in verschiedenen Ansichten; <tb>Fig. 5<sep>die LED-Lampe in einem schrägen Schnitt; <tb>Fig. 6<sep>eine Ausführungsform der LED-Lampe mit einem kugelsegmentförmigen LED-Körper; <tb>Fig. 7<sep>Verschiedene Formen einer LED-Lampe; und <tb>Fig. 8<sep>zum Vergleich die Form einer Allgebrauchslampe.In the following, the subject invention will be explained in more detail with reference to preferred Ausrührungsbeispielen, which are illustrated in the accompanying drawings. Each show: <Tb> FIG. 1-3 <sep> an LED lamp in an exploded view, a view and a cross section; <Tb> FIG. 4a-4e <sep> a lamp body in different views; <Tb> FIG. 5 <sep> the LED lamp in an oblique section; <Tb> FIG. 6 <sep> an embodiment of the LED lamp with a spherical segment-shaped LED body; <Tb> FIG. 7 <sep> Different shapes of an LED lamp; and <Tb> FIG. 8 <sep> for comparison the shape of a general-use lamp.
[0019] Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. The reference numerals used in the drawings and their meaning are summarized in the list of reference numerals. Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0020] Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine LED-Lampe 1 in einer Explosionszeichnung, einer Ansicht und im Querschnitt. Die LED-Lampe 1, im Folgenden nur Lampe 1 genannt, ist äusserlich vorzugsweise wie eine herkömmliche Glühbirne oder Allgebrauchslampe (AGL) geformt, d.h. mit einer Halte- und Kontaktierungsvorrichtung wie ein Schraubsockel, im Folgenden einfach Sockel 10 genannt, einer dem Sockel 10 gegenüberliegenden Kugelkalotte 16, und einem zwischen der Kugelkalotte und dem Sockel liegenden Übergangsbereich 17. Der Sockel 10 ist beispielsweise vom Typ E27. In anderen Ausführungsformen kann auch ein E14-Sockel oder ein Bajonettsockel vorliegen. 1 to 3 show an LED lamp 1 in an exploded view, a view and in cross section. The LED lamp 1, hereinafter called only lamp 1, is externally preferably shaped like a conventional incandescent or general purpose lamp (AGL), i. with a holding and contacting device such as a screw base, hereinafter referred to simply socket 10, a socket 10 opposite the spherical cap 16, and a lying between the spherical cap and the base transition region 17. The base 10 is for example of the type E27. In other embodiments, an E14 socket or a bayonet socket may also be present.
[0021] Der grösste Teil der Lampe 1 - bezüglich Volumen wie auch bezüglich Gewicht - ist gebildet durch einen Lampenkörper 2 aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere einem Metall wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, d.h. einer Legierung mit mindestens 90% Aluminium. Der Lampenkörper 2 ist vorzugsweise einstückig und weist einen Teil auf, an welchem er eine Mehrzahl von LEDs 5 trägt, und der im Folgenden als LED-Körper 3 bezeichnet wird, und einen Teil, der den LED-Körper 3 mit dem Sockel 10 verbindet und als Kühlkörper wirkt und im Folgenden auch als Kühlkörper 4 bezeichnet ist. Alternativ kann, in einer anderen Ausführungsform, der Lampenkörper 2 zweiteilig sein, indem der LED-Körper 3 und der Kühlkörper 4 an einer Trennstelle 12 (in der Fig. 3 strichliert eingezeichnet) lösbar miteinander verbunden sind. Dabei können sie beispielsweise durch ein Gewinde oder Schrauben (nicht gezeichnet) verbunden sein. Die LEDs 5 sind mittels SMD (Surface Mounted Device)-Technik auf LED-Trägern 6 wie Leiterplatten oder Printplatten angeordnet und kontaktiert. In den Figuren sind beispielhaft einzelne LED 5 pro LED-Träger 6 gezeichnet. Je nach Nennleistung der LEDs 5 sind eine bis 15 LEDs pro LED-Träger 6 angeordnet. Die LED-Träger 6 wiederum können direkt oder über eine Wärmeleitschicht 7 mit beispielsweise Wärmeleitpaste am LED-Körper 3 befestigt sein, beispielsweise mittels Kleben, Löten, Schrauben etc. Eine transparente oder semitransparente respektive diffuse Abdeckung 8 aus Glas oder Kunststoff umfängt den LED-Körper 3 mit den LEDs 5. Die Abdeckung 8 kann als Diffusor ausgebildet sein und/oder stellenweise eine Verspiegelung aufweisen, um Licht nach hinten, in Richtung des Sockels 10 zu reflektieren. The majority of the lamp 1 - in terms of volume as well as in terms of weight - is formed by a lamp body 2 made of a highly thermally conductive material, in particular a metal such as aluminum or an aluminum alloy, i. an alloy with at least 90% aluminum. The lamp body 2 is preferably in one piece and has a part on which it carries a plurality of LEDs 5, and which is referred to below as the LED body 3, and a part which connects the LED body 3 to the base 10 and acts as a heat sink and is also referred to below as the heat sink 4. Alternatively, in another embodiment, the lamp body 2 may be in two parts by the LED body 3 and the heat sink 4 at a separation point 12 (shown in broken lines in Fig. 3) are releasably connected together. They can be connected, for example by a thread or screws (not shown). The LEDs 5 are arranged and contacted by means of SMD (Surface Mounted Device) technology on LED carriers 6 such as printed circuit boards or printed circuit boards. In the figures, individual LEDs 5 per LED carrier 6 are shown by way of example. Depending on the rated power of the LEDs 5, one to 15 LEDs per LED carrier 6 are arranged. The LED carrier 6 in turn can be attached directly or via a Wärmeleitschicht 7 with, for example, thermal grease on the LED body 3, for example by gluing, soldering, screws, etc. A transparent or semi-transparent respectively diffuse cover 8 made of glass or plastic surrounds the LED body 3 with the LEDs 5. The cover 8 may be formed as a diffuser and / or in places have a mirror coating to reflect light towards the rear, in the direction of the base 10.
[0022] Die äussere Form der Lampe 1 wird somit durch den Sockel 10, im Bereich der Kugelkalotte durch die Abdeckung 8, und im Übergangsbereich durch den Kühlkörper 4 gebildet. Die Lampe 1 weist beispielsweise eine Gesamtlänge zwischen 10 cm und 14 cm, insbesondere zwischen 11 cm und 13 cm, und vorzugsweise mindestens annähernd 12 cm auf. Der grösste Durchmesser der Lampe 1 und damit auch des Lampenkörpers 2 und der Kugelkalotte respektive der Abdeckung 8 beträgt zwischen 5 cm und 7 cm, insbesondere zwischen 5.5 cm und 6.5 cm und vorzugsweise mindestens annähernd 6 cm. The outer shape of the lamp 1 is thus formed by the base 10, in the region of the spherical cap through the cover 8, and in the transition region through the heat sink 4. For example, the lamp 1 has an overall length between 10 cm and 14 cm, in particular between 11 cm and 13 cm, and preferably at least approximately 12 cm. The largest diameter of the lamp 1 and thus also of the lamp body 2 and the spherical cap or the cover 8 is between 5 cm and 7 cm, in particular between 5.5 cm and 6.5 cm and preferably at least approximately 6 cm.
[0023] Der Kühlkörper 4 weist an seiner Aussenseite, welche die äussere Oberfläche der Lampe 1 im Übergangsbereich bildet, vorzugsweise keine Kühlrippen auf. Diese Aussenseite ist in einer Ausführungsform verchromt. The heat sink 4 has on its outer side, which forms the outer surface of the lamp 1 in the transition region, preferably no cooling fins. This outside is chromed in one embodiment.
[0024] In einem Hohlraum 15 des Lampenkörpers 2 und auch des Kühlkörpers 4 ist ein Vorschaltgerät 9 angeordnet, welches die LEDs 5 speist. Zur Kühlung des Vorschaltgerätes 9 können Ausnehmungen 11 respektive Löcher oder Bohrungen vorliegen, welche vom Hohlraum 15 durch den Kühlkörper 4 nach aussen führen. Diese erlauben einen Wärmetransport durch Konvektion. Ferner können im Inneren des Hohlraums 15 dem Vorschaltgerät 9 zugewandte Kühlrippen vorliegen. Elektrische Verbindungen zwischen Sockel 10 und Vorschaltgerät 9 sowie Vorschaltgerät 9 und LEDs 5 sind nicht eingezeichnet. In a cavity 15 of the lamp body 2 and also of the heat sink 4, a ballast 9 is arranged, which feeds the LEDs 5. To cool the ballast 9 recesses 11 respectively holes or holes may be present, which lead from the cavity 15 through the heat sink 4 to the outside. These allow heat transfer by convection. Furthermore, 15 may be present in the interior of the cavity 15 the ballast facing cooling fins. Electrical connections between base 10 and ballast 9 and ballast 9 and LEDs 5 are not shown.
[0025] An einem zentralen Bereich 13 des LED-Körpers 3 sind die LEDs 5 so angeordnet, dass sie nach vorne strahlen, in einem peripheren Bereich 14 des LED-Körpers 3 so, dass sie in einem Winkel zwischen 55° und 75° zur Strahlrichtung der LEDs 5 im zentralen Bereich 13 abstrahlen. Mit «vorne» ist hier und im Folgenden die Richtung entlang der Symmetrieachse der Lampe 1 bezeichnet, welche vom LED-Körper 3 aus vom Sockel 10 weg weist. Mit «seitlich» sind die vom LED-Körper 3 aus gesehenen Richtungen normal zur Symmetrieachse bezeichnet. At a central region 13 of the LED body 3, the LEDs 5 are arranged so that they radiate forward, in a peripheral region 14 of the LED body 3 so that they at an angle between 55 ° and 75 ° to Beam direction of the LEDs 5 in the central region 13 radiate. By "front" here and below the direction along the axis of symmetry of the lamp 1 is designated, which points away from the base 10 from the LED body 3. With "lateral" the directions seen by the LED body 3 are designated normal to the axis of symmetry.
[0026] In der Ausführungsform der Fig. 1bis 5 weist der LED-Körper 3 mit seinen Flächen, an welchen die LED-Träger 6 respektive die LEDs 5 angeordnet sind, die Form eines Polyeders auf. Die Fläche, welche normal zur Symmetrieachse verläuft, bildet den zentralen Bereich 13, in dieser Ausführungsform in der Form eines vorzugsweise regelmässigen Siebenecks. Daran anschliessend sind sieben vorzugsweise gleich geformte Flächen, welche den peripheren Bereich 14 bilden und jeweils in einem Winkel α zwischen 55° und 75°, insbesondere zwischen 60° und 65°, und von vorzugsweise mindestens annähernd 63° zum zentralen Bereich 13 angeordnet sind. In the embodiment of Figs. 1 to 5, the LED body 3 with its surfaces, on which the LED support 6 and the LEDs 5 are arranged, the shape of a polyhedron. The surface which is normal to the axis of symmetry forms the central region 13, in this embodiment in the form of a preferably regular heptagon. Then there are seven preferably identically shaped surfaces, which form the peripheral region 14 and are each arranged at an angle α between 55 ° and 75 °, in particular between 60 ° and 65 °, and preferably at least approximately 63 ° to the central region 13.
[0027] Durch diese Wahl der Winkel respektive der Orientierung der Flächen und der Strahlrichtung der LEDs 5 ergibt sich eine optimale Überlappung des abgestrahlten Lichtes nach vorne und nach der Seite. Dabei weisen vorzugsweise die LEDs 5 jeweils einen Abstrahlwinkel von mindestens 140° oder mindestens 160° auf. Ferner strahlen die LEDs 5 auf dem peripheren Bereich 14 nach hinten, wodurch sich ein Abstrahlbereich oder Ausleuchtungswinkel, von der Seite her gesehen, von ca. 260° bis 300° ergibt. Gleichzeitig strahlen diese LEDs 5 auch nach vorne, wobei sich der Lichtkegel gerade noch mit jenem der LEDs 5 von der gegenüberliegenden Seite überlappt, so dass sich eine besonders gute Ausleuchtung nach vorne ergibt. Mit einer diffusen Abdeckung 8 kann der Abstrahlwinkel bis zu 340° erhöht werden. By this choice of the angle or the orientation of the surfaces and the beam direction of the LEDs 5 results in an optimal overlap of the radiated light forward and to the side. In this case, the LEDs 5 each preferably have a radiation angle of at least 140 ° or at least 160 °. Further, the LEDs 5 radiate backward on the peripheral area 14, resulting in an irradiation area or illumination angle, seen from the side, of about 260 ° to 300 °. At the same time, these LEDs 5 also radiate forward, the light cone just barely overlapping with that of the LEDs 5 from the opposite side, so that a particularly good illumination towards the front results. With a diffuse cover 8, the radiation angle can be increased up to 340 °.
[0028] Der Lampenkörper 2 ist in den Fig. 4a-4ein verschiedenen Ansichten gezeigt. Er dient als Kühlkörper für die LEDs 5. Er nimmt Verlustwärme der LEDs 5 über die LED-Träger 6 und die Wärmeleitschicht 7 auf und transportiert sie zum Übergangsbereich, wo der Kühlkörper 4 die Aussenfläche der Lampe 1 bildet und so die Wärme abstrahlt. Dadurch, dass der Lampenkörper 2 massiv ausgestaltet ist, erreicht er einen ausreichenden Wärmetransport, auch ohne dass Kühlrippen an der Aussenfläche vorliegen. Fig. 5zeigt die LED-Lampe in einem schrägen Schnitt und verdeutlicht die massive Konstruktion des Lampenkörpers 2. Durch die Wärmeleitschicht 7 und die damit verbundene grosse Masse wird auch die im ersten Moment nach dem Einschalten auftretende Verlustwärme rasch aufgenommen und ein kurzzeitiges Überhitzen der LEDs 5 vermieden. In einer Ausführungsform beträgt die Masse des Lampenkörpers 2, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, zwischen 200 und 400 Gramm, insbesondere zwischen 250 und 330 Gramm, und vorzugsweise mindestens annähernd 270 Gramm. The lamp body 2 is shown in Figs. 4a-4a different views. It serves as a heat sink for the LEDs 5. It absorbs heat loss of the LEDs 5 via the LED carrier 6 and the heat conducting layer 7 and transports them to the transition region, where the heat sink 4 forms the outer surface of the lamp 1 and thus radiates the heat. The fact that the lamp body 2 is made massive, it reaches a sufficient heat transfer, even without cooling fins present on the outer surface. 5 shows the LED lamp in an oblique section and illustrates the massive construction of the lamp body 2. Due to the Wärmeleitschicht 7 and the large mass associated with the occurring at first moment after switching heat loss is rapidly absorbed and a brief overheating of the LEDs. 5 avoided. In one embodiment, the mass of the lamp body 2, preferably of aluminum or an aluminum alloy, is between 200 and 400 grams, more preferably between 250 and 330 grams, and preferably at least approximately 270 grams.
[0029] Dies erlaubt, eine Verlustleistung von 8.5 bis 9.5 Watt von den LEDs 5 abzuführen, und zusätzlich auch die Verlustleistung des Vorschaltgerätes 9, und dabei die Temperatur der LEDs 5 in einem sicheren Bereich zu halten, typischerweise unter 65 °C. Damit kann die Lampe 1 mit den äusseren Abmessungen wie eine Glühlampe vergleichbarer Helligkeit gestaltet werden Gemäss einer Ausführungsform weist die Lampe 1 die folgenden Parameter auf, welche eine für diese Leistungsklasse optimale Konfiguration bilden: Verlustleistung 9W Abstrahlfarbe 2700 bis 6500 Kelvin Abstrahlwinkel einer LED: mindestens 140° Anzahl LEDs: beispielsweise 54, jeweils mit 0.2 Watt Nennleistung Länge der Lampe: 12 cm Durchmesser der Lampe: 6 cm Masse des Lampenkörpers: 300 gThis allows to dissipate a power loss of 8.5 to 9.5 watts from the LEDs 5, and in addition, the power dissipation of the ballast 9, while keeping the temperature of the LEDs 5 in a safe area, typically below 65 ° C. Thus, the lamp 1 can be designed with the external dimensions as an incandescent lamp of comparable brightness. According to one embodiment, the lamp 1 has the following parameters, which form an optimum configuration for this power class: Power loss 9W Radiation color 2700 to 6500 Kelvin Beam angle of an LED: at least 140 ° Number of LEDs: for example, 54, each with 0.2 watts rated power Length of the lamp: 12 cm Diameter of the lamp: 6 cm Mass of the lamp body: 300 g
[0030] Vorzugsweise liegt dabei die Form des LED-Körpers 3 mit dem siebenflächigen peripheren Bereich 14 vor. Damit ergeben sich die folgenden Betriebswerte: Lichtstrom ca. 800 lumen bei 4200 Kelvin Abstrahlwinkel (seitlich gesehen) 300° Abstrahlwinkel (von vorne gesehen) 360° Stationäre Betriebstemperatur von 55 °C bis 65 °C; je nach Umgebungstemperatur.Preferably, the shape of the LED body 3 with the seven-sided peripheral region 14 is present. This results in the following operating values: Luminous flux about 800 lumens at 4200 Kelvin Beam angle (viewed from the side) 300 ° Beam angle (seen from the front) 360 ° Stationary operating temperature from 55 ° C to 65 ° C; depending on the ambient temperature.
[0031] Im Wesentlichen dieselben Werte sind auch mit einem LED-Körper 3 mit mehr oder weniger als sieben Flächen im peripheren Bereich 14 erreichbar, oder mit einer Ausführungsform der LED-Lampe mit einem kugelsegmentförmigen LED-Körper, wie in der Fig. 6 gezeigt. Bei weniger Flächen wird jedoch die seitliche Ausleuchtung unregelmässig, bei mehr Flächen oder bei einer Kugel segmentform steigt der Aufwand zur Herstellung, insbesondere zur Montage der LEDs 5. Substantially the same values can also be achieved with an LED body 3 having more or less than seven surfaces in the peripheral region 14, or with an embodiment of the LED lamp having a spherical segment LED body as shown in FIG , With fewer surfaces, however, the lateral illumination is irregular, with more surfaces or a ball segmentform the cost of manufacturing increases, especially for mounting the LEDs. 5
[0032] Fig. 7 zeigt die Kontur gemäss verschiedenen möglichen Ausführungsformen der LED-Lampe 1 und Fig. 8 zum Vergleich die Form einer Allgebrauchslampe. Fig. 7 shows the contour according to various possible embodiments of the LED lamp 1 and Fig. 8 for comparison the shape of a general-use lamp.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
[0033] <tb>1<sep>Lampe <tb>2<sep>Lampenkörper <tb>3<sep>LED-Körper <tb>4<sep>Kühlkörper, Abstrahlelement <tb>5<sep>LED <tb>6<sep>LED-Träger, Printplatte <tb>7<sep>Wärmeleitschicht <tb>8<sep>Abdeckung <tb>9<sep>Vorschaltgerät <tb>10<sep>Sockel <tb>11<sep>Ausnehmungen, Löcher <tb>12<sep>Trennstelle <tb>13<sep>zentraler Bereich <tb>14<sep>peripherer Bereich <tb>15<sep>Hohlraum <tb>16<sep>Kugelkalotte <tb>17<sep>Übergangsbereich[0033] <Tb> 1 <sep> Lamp <Tb> 2 <sep> lamp body <Tb> 3 <sep> LED body <tb> 4 <sep> heat sink, radiating element <Tb> 5 <sep> LED <tb> 6 <sep> LED carrier, printed circuit board <Tb> 7 <sep> heat conducting <Tb> 8 <sep> cover <Tb> 9 <sep> ballast <Tb> 10 <sep> Sockets <tb> 11 <sep> recesses, holes <Tb> 12 <sep> separation point <tb> 13 <sep> central area <tb> 14 <sep> peripheral area <Tb> 15 <sep> cavity <Tb> 16 <sep> spherical cap <Tb> 17 <sep> transition area
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH01453/11A CH705463A1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | LED lamp for emitting visible light, has heat sink that is connected lamp portion, where predetermined area enclosed by convex hull of lamp portion is filled with material such as aluminum or aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH01453/11A CH705463A1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | LED lamp for emitting visible light, has heat sink that is connected lamp portion, where predetermined area enclosed by convex hull of lamp portion is filled with material such as aluminum or aluminum alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH705463A1 true CH705463A1 (en) | 2013-03-15 |
Family
ID=44999621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH01453/11A CH705463A1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | LED lamp for emitting visible light, has heat sink that is connected lamp portion, where predetermined area enclosed by convex hull of lamp portion is filled with material such as aluminum or aluminum alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH705463A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100026157A1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Lamp and lighting equipment |
| US20110013399A1 (en) * | 2009-07-15 | 2011-01-20 | Wen-Sung Hu | Thermal Dispersing Structure for LED or SMD LED lights |
| US20110025206A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Led lighting equipment |
| EP2302284A2 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-30 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Self-ballasted lamp and lighting equipment |
| US20110198984A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | Cree Led Lighting Solutions, Inc. | Lighting devices that comprise one or more solid state light emitters |
-
2011
- 2011-09-05 CH CH01453/11A patent/CH705463A1/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100026157A1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Lamp and lighting equipment |
| US20110013399A1 (en) * | 2009-07-15 | 2011-01-20 | Wen-Sung Hu | Thermal Dispersing Structure for LED or SMD LED lights |
| US20110025206A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Led lighting equipment |
| EP2302284A2 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-30 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Self-ballasted lamp and lighting equipment |
| US20110198984A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | Cree Led Lighting Solutions, Inc. | Lighting devices that comprise one or more solid state light emitters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2499420B1 (en) | Illumination device | |
| DE102010043918B4 (en) | Semiconductor lamp | |
| EP2459925B1 (en) | Light bulb | |
| EP2491295B1 (en) | Linear lamp | |
| DE102010030296B4 (en) | Lamp with concave reflector and a projection for at least one light source | |
| EP2198196B1 (en) | Lamp | |
| WO2011089069A2 (en) | Lighting device | |
| DE102010014307A1 (en) | lighting device | |
| WO2011124469A1 (en) | Semiconductor lamp | |
| DE112011106000T5 (en) | Thermal management for LEDs | |
| EP2507548B1 (en) | Retrofit led lamp | |
| EP2236912A2 (en) | Luminaire | |
| DE112015004420T5 (en) | LED BULB | |
| WO2008125191A1 (en) | Illuminant | |
| DE202013007592U1 (en) | Semiconductor lamp with heat-conducting body between driver and driver housing | |
| WO2008049381A1 (en) | Illumination device | |
| DE112009005571B4 (en) | Cooling device for solid-state lamps and solid-state lamp assembly | |
| EP2947372A1 (en) | Led module for spotlights | |
| DE102010034664B4 (en) | light source | |
| EP2564116B1 (en) | Led luminaire as a replacement for incandescent light bulbs | |
| CH705463A1 (en) | LED lamp for emitting visible light, has heat sink that is connected lamp portion, where predetermined area enclosed by convex hull of lamp portion is filled with material such as aluminum or aluminum alloy | |
| DE102015216661A1 (en) | Semiconductor light source | |
| WO2014184215A1 (en) | Lighting device | |
| DE202010013172U1 (en) | LED light with heat sink | |
| DE202006006336U1 (en) | High speed-LED-package assembly, has metallic-cooling unit mounted on heat-conducting base and heat-conducting insulation layer provided between heat-conducting base and metallic-cooling unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AZW | Rejection (application) |