CN102341646A - 具有插座和容座的发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光装置(1)，包括至少一个光源(5)、至少一个和光源(5)热和电作用连接的插座(7)和至少一个设置用于容纳插座(7)的容座(10，27)。根据本发明，插座(7)具有至少一个第一热传递面(15)，并且容座(10，27)具有至少一个和第一热传递面(15)直接接触或者通过薄膜(16)接触的第二热传递面(17)，以及设有至少一个装置(14，26，32，39)，用于在第一热传递面(15)和第二热传递面(17)之间施加预先确定的压紧力。

Description

具有插座和容座的发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，包括至少一个光源、至少一个和光源热和电作用连接的插座和至少一个设置用于容纳插座的容座。
本发明还涉及一种用于容纳插座的容座，该插座和至少一个光源电和热作用连接。
同时本发明涉及一种插座，该插座和至少一个光源电和热作用连接。
背景技术
光源、特别是半导体光源如发光二极管(LED)在运行时通常会达到导致需要散热的温度。这可以通过和光源近似直接连接的散热体来实现，因此在更换光源时也必须随之更换该散热体。
同样已知的是发光装置，其中，光源和插座电和热作用连接，并且该插座又保持在容座中。然而，由光源产生的热量大多情况下仅仅被不充分地传递到容座上，再从那里传递到发光装置的其它部件上，例如传递到散热体、壳体部件或者冷却剂循环回路上。其原因在于，即大多情况下应用了传统的插入式-或螺旋式插座，例如它们在传统的灯泡中经常用于进行机械夹持和用于传输电能。
除了导热性差之外，特别是在螺旋式插座中的机械固定也是有缺陷的，这种机械固定可能在振动时略微松动，或者是由于过于牢固的拉紧而导致发光装置或者容座的毁坏。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种发光装置，其包括至少一个光源、至少一个和光源热和电作用连接的插座和至少一个设置用于容纳插座的容座，该发光装置避免了现有技术的缺点，并且特别是能实现根据需要、特别是为了更换光源时对光源的可略微松动的固定，其中应确保可靠的电能传输，并同样也确保安全的机械固定和热功率的传输。
本发明的目的还在于，提出一种用于容纳插座的容座，该插座和至少一个光源电和热作用连接，该容座应用在上述能实现的发光装置中。
本发明同样涉及一种插座，该插座和至少一个光源电和热作用连接。
这种相关于发光装置的目的通过根据权利要求1所述的特征来实现。
特别有利的设计方案在从属权利要求中给出。
通过这种方式，即插座具有至少一个第一热传递面，并且容座具有至少一个和第一热传递面直接接触或者通过薄膜接触的第二热传递面，以及设有至少一个装置，用于在第一和第二热传递面之间施加预先确定的压紧力，从而确保了在插座和容座之间的最佳的热传递。压紧力的大小以及热传递面的大小和造型这样选择，即热传递足以在预期的运行条件下使光源的温度保持在所希望的范围内。通过预先确定压紧力而确保了，即热传递面之间的热转递条件可以重复调整。因此可靠地避免了：插座或容座的损害、或不充分的热传递、以及在这些构件之间的不完善的电接触，例如是在螺旋式插座中当其拧得太紧或者太松时可能会出现的不完善的电接触。在此，将平面的元件视为薄膜，它的厚度、也就是说在两个基本上是平行平面的表面之间的距离和它们的侧面尺寸相比非常小。
通过这样选择压紧力，即施加到热传递面上的压力在0.002N/mm2和1.0N/mm2之间，优选在0.05N/mm2和0.5N/mm2之间，特别优选在0.08N/mm2和0.3N/mm2之间，尤其是从近似0.1N/mm2到0.2N/mm2，由此在插座-容座系统的通常的条件下，既实现了好的热传递，又实现了足够的接触安全性和在更换光源的情况下连接的良好的可拆卸性。
特别有利的是，在第一热传递面和第二热传递面之间布置由导热性良好的材料制成的薄膜。该薄膜能对热传递面的不平整或者尺寸不精确进行补偿，并因此对避免两个面之间的不希望的气垫有所帮助。当垂直于表面的薄膜的导热系数大于1W/mK，优选的大于15W/mK，特别优选的大于50W/mK时，则视为导热性良好的。
这样的材料例如可以是陶瓷薄膜，也就是说优选的具有陶瓷衬料的、基于聚合物的薄膜，如其例如以Kerafol的产品名称所销售地那样，以及还有基于石墨的薄膜或者是金属薄膜，特别优选的是由铟制成的金属薄膜。铟除了具有大于80W/mK的高的导热性的特点之外，还具有必要的低硬度，其能实现对于热传递面的表面的良好的匹配。因为陶瓷薄膜的触点电阻随压力而改变，因此根据前面所述的权利要求中的压力范围是特别有利的，这是因为确保了良好的热传递。
由于薄膜至少在一侧具有粘合作用，特别涂覆有胶粘剂，因此能实现利用简单的方法生产发光装置。特别因此能避免在插座插入容座时薄膜的滑动。
特别优选的是，薄膜借助于粘合作用安设在插座一侧的第一热传递面上，这是因为在更换光源和进而更换插座时，与在薄膜和容座相连或者仅仅松散地插入在插座和容座之间时相比，薄膜能更容易地更换。
有利的是，设有至少一个弹簧件，用于将压紧力施加到热传递面上。弹簧件一方面能实现对压紧力的良好的调节，并且另一方面良好地适合于，对尺寸公差进行补偿，而并不对其中一个部件施加过大的力。
适宜的是，设有至少一个、特别是楔形的固定件，用于将插座锁定在容座中。通过这种方法使插座安全地固定在容座中。其横截面沿着一条给定的线段增大的楔形固定件、也就是说元件，特别良好地适合于进行固定，这是因为当它沿着这条线段导入保持件中时，随着导入深度的增加具有增大的止动力。因此可以良好地对共同作用的部件的尺寸公差进行补偿。
在本发明的一个有利的实施方式中，插座具有至少一个凹槽和/或一个突出部，并且容座具有至少一个在运行状态中啮合到凹槽和/或突出部中的固定件。因此利用一种简单的方法在插座和容座之间产生一种形状配合的连接。
在本发明的另一个有利的实施方式中，容座具有至少一个凹槽和/或一个突出部，并且插座具有至少一个在运行状态中啮合到凹槽和/或突出部中的固定件。因此同样也利用一种简单的方法在插座和容座之间产生一种形状配合的连接。
同样适宜的是，即插座至少部分地设计为近似圆形的。一方面圆形部件能容易地生产，另一方面圆形部段能容易地放入圆形的保持件中并且通过旋转改变位置。
此外适宜的是，即插座具有至少一个用于确保安装位置，特别是用于防止旋转的元件。因此确保了，在运行时电接触以及光源的发射方向都处于正确的位置上。
同样有效的是，即特别是楔形的固定件能借助于线性运动从固定位置运动到非固定位置上和/或从非固定位置运动到固定位置上。其提供了一种简单的可能性来固定插座和进而固定光源。同时能在固定件的位置上容易地看出，其是打开还是关闭的。线性运动也能由操作人员简单地实施，从而在固定插座、特别也是在生产发光装置时，能排除错误操作或者不符合人体工程学的工作流程。
在本发明的另一个适宜的设计方案中，特别是楔形的固定件能借助于旋转-和/或摆动运动从固定位置运动到非固定位置上和/或从非固定位置运动到固定位置上。这样的装置能容易地制造。特别地，固定件的引导能通过可以简单设计而成的旋转轴线来实现。同时，固定件因此利用简单的方法确保不会丢失。旋转-和/或摆动运动也能由操作人员相对简单地实施，这简化了插座的安装。特别是所谓的卡口插接可在大多情况下用于固定件的摆动运动。在进行卡口插接时，一个元件通过相对于第二个元件的移动旋转运动到达锁定位置上，其中附加地还能设置一个止动安全装置。
通过固定件设计为锁紧环和/或锁紧螺母的方式，由此实现了一种用于固定插座的特别简单和安全的可能性。
附图说明
以下根据实施例详细说明了本发明。图中示出：
图1在透视图中示出了根据本发明的发光装置的第一实施例，
图2在剖面图中示出了根据图1的发光装置，
图3在透视图中示出了根据本发明的发光装置的另一个实施例，
图4在透视剖面图中示出了根据图3的发光装置，
图5在另一个透视图中示出了根据图3的发光装置，
图6在分解图中示出了根据本发明的发光装置的另一个实施例，
图7在透视图中示出了根据图6的发光装置的发光模块，
图8在另一个透视剖面图中示出了根据图7的发光模块，
图9在剖面图中示出了根据图6的发光装置，
图10在透视图中示出了根据本发明的发光装置的另一个实施例，
图11在透视剖面图中示出了根据图10的发光装置。
具体实施方式
图1在透视图中示出了根据本发明的发光装置1的第一个实施例。发光装置1包括发光模块2以及基础元件3。
发光模块2在侧面4上配有在图中不可见的发光二极管(LED)5作为光源并且在其背离于发光二极管5的侧面6上配有插座7。插座7具有矩形的横截面并且在两侧分别具有一个凹槽8。
基础元件3包括散热体9以及用于容纳发光模块2的容座10，该容座主要由长孔11构成，该长孔设置在空隙12中。叉形的固定件14在空隙12的侧面凹槽13中引导，该固定件显示为在打开位置上。此外，基础元件3和/或发光模块2还包括其它的根据专业技术人员的知识对于发光装置1的运行所必需的或适合的装置，例如驱动电路、电源、传感器、光学部件或是用于供电或用于控制发光功能的接口。基础元件3也能主要设计为散热体9。
发光模块2具有热传递面15，在该热传递面上布置导热薄膜16。
如果将发光模块2完全导入容座10中，则固定件14沿着箭头方向运动并且因此将发光模块2固定在基础元件3中。在图2中以剖面图示出这种状态。空隙12、凹槽8、闭锁元件14的设计方案，以及固定件14的尖齿14a的厚度和导热薄膜16的厚度这样选择，即在发光模块2的热传递面15和基础元件3的热传递面17之间施加预先确定的压紧力，其在热传递面15，17之间产生的压力是0，2N/mm2。
在图3中示出了本发明的一个实施方式，其中基础元件3具有圆形的空隙18，在其中可以插入发光模块2。因此空隙18用作容座10，并且发光模块2总的来说用作插座7。基础元件3和在第一个实施例中展示的构造相似，并且同样包括散热体9。
在圆形空隙18的底部布置导热薄膜16。同样在那里设有长孔19，该长孔用于容纳发光模块2的在这里不可见的长形突出部，由此固定发光模块2以防止旋转。此外，长形突出部在此携带有不可见的接触部，该接触部在运行时抵靠在基础元件3的对应接触部21上。发光模块2在上边缘22上在侧面具有两个保持突起部23，这些保持突起部啮合到基础元件3的保持套环25的相应的容纳部24中，空隙18包围该保持套环。
在图4中示出这种状态。在保持套环25中同样也引导锁紧环26。在图5中显示，通过锁紧环26沿顺时针方向的旋转来固定发光模块2。在此，锁紧环26、其在保持套环25中的引导部、导热薄膜16以及发光模块2、特别是保持突起部23同样也这样设计，即发光模块2的热传递面15以及基础元件3的热传递面17，以预先确定的大概为0，2N/mm2的压紧力彼此压紧。这同样也可以例如通过在锁紧环26和其在这里未示出的、在保持套环25中的引导部之间的楔形效应来实现。
在图6中示出本发明的另一个实施方式，其中在分解图中示出根据本发明的发光装置。圆柱形的基础元件3设置用于容纳同样是圆柱形的发光模块2。基础元件3在这种情况下设计为由多个部分组成，其中上面的部分27，作为容纳发光模块2的容座27，和下面的主要包括散热体9的部分28相连。所述的上面部分27还用于借助于螺纹29来固定其他的安装部件，例如这里未示出的发光壳体或者灯罩。
发光模块2也由多个部分构成，其主要包括旋转对称的型芯30、外壳31、环形有褶皱的弹簧环32以及覆盖环33。
在组装发光模块时首先把型芯30插入外壳31中，并且然后将弹簧环32放在型芯30的环形突出部34上，从而形成图7中示出的结构。
随后将覆盖环33和外壳31拧紧在一起，从而型芯30克服弹簧环32的阻力在外壳31中能纵向移动地设置。在图8中示出了这样制成的完整的发光模块2。
外壳31在下半部中具有保持突起部35，该保持突起部在基础元件中被引入凹槽36中并通过旋转啮合到空隙37中，所以外壳31主要用作为插座。因此实现了发光装置1的在图9中以剖面图示出的构造。
型芯30在此通过散热体9克服弹簧环32的阻力被向上挤压，由此确保在热传递面15，17上达到所希望的压力。
图10和图11示出了本发明的另一个实施方式。在此，基础元件3具有矩形的凹处38，其中两个固定件39在侧面凹槽40中引导，由此形成容座。类似于第一个实施例，散热体9是基础元件3的组成部分。为了准确定位这里未示出的发光模块2，在凹处38的底部设有长孔41，类似于第一个实施例，发光模块2的插座7的下部能插在该长孔中。
当整体用作为插座7的发光模块2插入凹处38时，固定件39彼此间移动并且因此基于它们的楔形形状固定整体上作为插座起作用的发光模块2。在此，发光模块2、固定件39和凹处38的造型这样选择，即利用预先确定的力将发光模块2的热传递面15压到基础元件3的热传递面17上。在此，也可以在热传递面15，17之间设置导热薄膜16。固定件39在封闭功能中的锁定通过在此未示出的、放置在凹处38中的插入部来实现。
当然也可以考虑本发明的另外的实施方式。基础元件3以及发光模块2的设计在实施例中纯示意性地示出并且可能在应用中会与这种显示有很大的偏差。特别是不需要为发光模块2选择旋转对称的形式。
在此也可以看到本发明的有意义的改进方案，特别是在线性作用的闭锁机构中，如在第一和第四个实施例中示出地，设有一些机构，利用这些机构能防止固定件在它那方面而言被打开，或者使用者由此可看出，是否已经到达闭锁位置。为此可以特别考虑止动装置，但也可以考虑标记和固定的挡块。止动装置的优点是，首先必须克服限定的阻力，以打开或者关闭闭锁装置。在发光模块2和基础元件3的热传递面15，17之间的热传递也可能在没有薄膜的情况下得以确保。通过对合适的原材料的选择也可以减少热传递面的磨损，或者当必定会引起磨损时，通过放置新的薄膜来对其进行补偿。薄膜的厚度也可以用于调整压紧力，从而在这里也可以针对使用目的进行调整，而不必同时对发光装置做出改变。

Claims (15)

1.一种发光装置(1)，包括至少一个光源(5)、至少一个和所述光源(5)热和电作用连接的插座(7)和至少一个设置用于容纳所述插座(7)的容座(10，27)，其特征在于，所述插座(7)具有至少一个第一热传递面(15)，并且所述容座(10，27)具有至少一个和所述第一热传递面(15)直接接触或者通过薄膜(16)接触的第二热传递面(17)，以及设有至少一个装置(14，26，32，39)，用于在所述第一热传递面(15)和所述第二热传递面(17)之间施加预先确定的压紧力。
2.根据权利要求1所述的发光装置(1)，其特征在于，所述压紧力这样选择，既施加到所述热传递面(15，17)上的压力在0.002N/mm2和1.0N/mm2之间，优选在0.05N/mm2和0.8N/mm2之间，特别优选在0.1N/mm2和0.3N/mm2之间，尤其是从0.1N/mm2到0.2N/mm2。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置(1)，其特征在于，在所述第一热传递面(15)和所述第二热传递面(17)之间布置由导热性良好的材料制成的薄膜(16)。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述薄膜(16)至少在一侧具有粘合作用，特别涂覆有胶粘剂。
5.根据权利要求4所述的发光装置(1)，其特征在于，所述薄膜借助于粘合作用安设在插座一侧的所述第一热传递面(15)上。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，设有至少一个弹簧件(32)，用于将所述压紧力施加到所述热传递面(15，17)上。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，设有至少一个、特别是楔形的固定件(14，26，35，39)，用于将所述插座(7)锁定在所述容座(10)中。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述插座(7)具有至少一个凹槽(8)和/或一个突出部(23，35)，并且所述容座(10)具有至少一个在运行状态中啮合到所述凹槽(8)和/或所述突出部(23，35)中的固定件(14，26，37)。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述容座(10，27)具有至少一个凹槽(37)和/或一个突出部，并且所述插座(7)具有至少一个在运行状态中啮合到所述凹槽(37)和/或所述突出部中的固定件(35)。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述插座(7)至少部分地设计为近似圆形的。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述插座(7)具有至少一个用于确保安装位置，特别是用于防止旋转的元件(7)。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述特别是楔形的固定件(14，39)能借助于线性运动从固定位置运动到非固定位置上和/或从非固定位置运动到固定位置上。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的发光装置(1)，其特征在于，所述特别是楔形的固定件(26，37)能借助于旋转-和/或摆动运动从固定位置运动到非固定位置上和/或从非固定位置运动到固定位置上。
14.一种用于容纳插座(7)的容座(10，27)，所述插座和至少一个光源(5)电和热作用连接，所述容座应用在根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(1)中。
15.一种插座(7)，所述插座和至少一个光源(5)电和热作用连接，所述插座应用在根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(1)中。
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