CN109404761A - 照明装置及其组装方法 - Google Patents

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CN109404761A CN201710656616.8A CN201710656616A CN109404761A CN 109404761 A CN109404761 A CN 109404761A CN 201710656616 A CN201710656616 A CN 201710656616A CN 109404761 A CN109404761 A CN 109404761A
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Abstract

本发明提供一种照明装置(1)，该照明装置(1)包括具有发光二极管(100)的照明组件(10)，照明组件(10)定位在散热器(20)的T形槽挤出件(23)中，其中，照明组件(10)在径向方向(r)上通过T形槽挤出件(23)的突起(231)被机械地固定到散热器(20)。

Description

照明装置及其组装方法
技术领域
本发明涉及照明装置及其组装方法。
背景技术
具有发光二极管的照明装置(所谓的LED改装灯)是常规白炽灯和/或卤素灯的高效耐用替代品。具有发光二极管的照明装置的一个缺点是价格相当高。这种高价格的一个原因是LED照明装置的复杂组装过程。组装过程的自动化(特别是通过使用流水线组装)将显著降低制造成本，从而降低照明装置的价格。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够以自动组装方法组装的照明装置。本发明的另一个目的在于提供一种用于组装照明装置的自动化方法。
通过根据独立权利要求的照明装置和用于组装照明装置的方法来实现这些目的。由从属权利要求、说明书和附图给出优选实施例。
相应地，提供了一种照明装置。该照明装置包括具有发光二极管的照明组件，照明组件定位在散热器的T形槽挤出件中。照明组件在径向方向上通过T形槽挤出件的突起被机械地固定到散热器。
T形槽挤出件允许组装照明装置的方法的自动化。照明组件可以滑入T形槽挤出件，并且通T形槽挤出件的突起定位在T形槽挤出件中。在照明装置的组装过程期间，T形槽挤出件可以具有引导照明组件的功能，从而使得能够容易地进行自动组装过程。因此，照明组件可以以形状配合的方式(也就是说，通过使用所谓的形状配合和/或过盈配合连接)安装到散热器。
散热器和照明组件(优选地，整个照明装置)可以沿着主方向扩展。例如，散热器和照明组件(优选地，照明装置)沿主方向具有细长形状。径向方向垂直于主方向延伸。具体地说，散热器和/或照明装置可以显示为呈圆筒形对称。在这种情况下，主方向可以对应于圆筒的主轴(也称为z轴)，并且径向方向可以跨越圆筒的基部区域。
T形槽挤出件可以是散热器中的凹槽、围栏和/或轮廓。T形槽挤出件具有内凹的T形形状。也就是说，T形槽挤出件包含T形凹部。由T形槽挤出件包围的凹部可以具有与“T”的水平线对应的水平凹部以及与“T”的竖直线对应的竖直凹部，其中，水平凹部和竖直凹部形成T形槽挤出件。在T形槽挤出件的两个区域中，相应的“T”的水平线和竖直线围成大致直角，T形槽挤出件具有突起，特别是两个突起。通过突起，照明组件可以被机械地固定到散热器。具体地说，突起可以防止照明组件沿径向方向移动。在主方向上，照明组件可以通过使用端盖而机械地固定到散热器。另外或者作为替代方案，例如通过使用过盈配合连接，T形槽挤出件可以精确地配合照明组件的尺寸，或者反之亦然，其中可以利用摩擦力将照明组件机械地固定到散热器。
照明装置可以是例如LED改装灯。优选地，照明装置包括多个照明组件，其中每个照明组件包括至少一个发光二极管，优选地包括多个发光二极管。在本说明书中，除非例如通过术语“只有一个”等明确排除，否则诸如“一个(a)”或“一个(an)”等不定冠词的使用可以被理解为单数或复数，特别是具有“至少一个”、“一个或多个”等的含义。照明组件可以是例如具有多个发光二极管的发光二极管条，发光二极管被布置在沿着主方向延伸的带状电路板上。优选地，照明组件安装在T形槽挤出件中，使得照明组件的发光二极管的发光表面远离散热器。
发光二极管可以包括在工作期间发射可见光的光电无机半导体芯片或光电有机半导体芯片。发光二极管还可以包括波长转换磷光体。在工作期间，发光二极管优选地发射白光。
散热器可以适于将照明组件在工作期间产生的热量传递到环境中。优选地，照明装置仅包括一个散热器。散热器可以由诸如金属或陶瓷材料等导热材料形成。优选地，散热器包括铝或由铝构成。使用铝可以节约成本地生产散热器。
根据至少一个实施例，照明装置包括两个端盖。端盖定位在散热器的沿主方向的相反两端。主方向是照明组件和散热器的延伸方向。照明组件在主方向上通过两个端盖机械地固定到散热器。
根据照明装置的至少一个实施例，照明装置没有机械紧固件和/或粘合剂。在下文中，机械紧固件可以例如是螺钉、螺栓或安装销。粘合剂可以是胶水。具体地说，照明装置的部件可以通过使用插入式连接器和/或T形槽挤出件而彼此连接。通过不使用机械紧固件，照明装置可以以容易的方式节约成本地组装，特别是通过使用自动组装过程。
根据照明装置的至少一个实施例，散热器遵循圆筒的形状和/或照明组件沿圆筒的壳体表面定位。在下文中，术语“圆筒的形状”可以表示散热器是圆筒形对称的。另外或者作为替代方案，术语“圆筒的形状”可以表示存在至少一个(优选地，仅一个)想到的(即虚构的)圆筒体，圆筒体可以包围散热器，使得散热器的所有外表面与圆筒体的壳体表面直接接触。照明组件(特别是多个照明组件)然后可以沿着散热器的圆筒的壳体表面定位。
根据照明装置的至少一个实施例，散热器包括中心管，并且T形槽挤出件经由散热器的第一冷却片安装到中心管上。中心管可以具有圆筒的形状并且可以沿着主方向延伸。优选地，第一冷却片沿着主方向和径向方向延伸。中心管可以围绕或包围中空区域，中空区域可以例如允许散热器中的热对流。在管的外部区域，可以安装第一冷却片。优选地，第一冷却片的主延伸轴线基本上垂直于管的外部区域延伸。在第一冷却片的与管相反的端部处，可以安装T形槽挤出件。具体地说，T形槽挤出件的“T”的水平线可以垂直于第一冷却片和/或横向于管的外部区域延伸。
根据至少一个实施例，照明装置包括至少两个照明组件，照明组件分别定位在散热器的至少两个T形槽挤出件中。散热器的至少一个(优选地，仅一个)第二冷却片定位在两个T形槽挤出件之间。第二冷却片可以沿着主方向和径向方向延伸。
在优选实施例中，照明装置包括中心管，其中，多个第一冷却片和多个第二冷却片沿着管的外部区域均匀地布置，特别是均匀地和对称地布置。具体地说，对于所有第一冷却片和第二冷却片，第一冷却片和第二冷却片之间的距离可以相同。例如，散热器可以具有垂直于主方向的星号状(也称为星形)轮廓，其中第一冷却片和第二冷却片形成星号的伸出部。具体地说，星号状轮廓可以对应于n角星号，其中n是偶数且n≥6。
根据照明装置的至少一个实施例，两个端盖中的至少一个(优选地，两个)包括具有电连接器的引电器。例如，两个端盖包括被引电器延伸穿过的电绝缘材料。电连接器经由插入式连接器电连接到照明组件。优选地，使用在组装期间允许公差(特别是沿主方向)的插入式连接器。例如，插入式连接器包括具有可以沿着主方向延伸的长销的凸型连接器和具有作为受体的夹具的凹型连接器。两个端盖的电连接器可以进一步适于将照明装置电连接到外部电源。
在照明装置的至少一个实施例中，两个端盖的第一端盖包括LED驱动器。LED驱动器可以适于将电源电压和/或电源电流(特别是线电压和/或线电流)变换为照明组件的工作电压和/或工作电流。LED驱动器优选地经由插入式连接器电连接到第一端盖的电连接器。另外，照明组件电连接到LED驱动器。
根据照明装置的至少一个实施例，两个端盖的第二端盖包括沿径向方向延伸的电路板。电路板优选地经由插入式连接器电连接到第二端盖的电连接器。此外，电路板电连接到照明组件，特别是电连接到电路板的导电路径。在照明装置包括多个照明组件的情况下，照明组件可以经由电路板彼此连接。
优选地，照明装置包括具有LED驱动器的第一端盖和具有电路板的第二端盖。于是，可以经由电路板和LED驱动器将电力供应至照明组件。
根据照明装置的至少一个实施例，电路板包括从电路板的面向照明组件的内侧突出的板触头。另外或者作为替代方案，LED驱动器包括驱动器板，其中驱动器板包括从电路板的面向照明组件的内侧突出的板触头。电路板的板触头和/或驱动器板的板触头通过使用自动焊接工艺电连接到照明组件。具体地说，例如在表面安装的情况下，焊接工艺可以仅提供电连接而不提供机械固定。优选地，电路板的板触头基本上平行于照明组件的载体延伸，载体具有照明组件的电触头。在自动焊接工艺中，板触头和照明组件的电触头可以沿着二维区域彼此接触，从而提供可以容易地焊接的良好电触头。
根据至少一个实施例，照明装置包括分别定位在散热器的至少两个T形槽挤出件中的至少两个照明组件。该至少两个照明组件经由电路板和/或经由驱动器板彼此电连接。优选地，照明组件串联连接。这允许在照明组件之间由电源提供的电流的均匀分布。另外或者作为替代方案，可以提供并联连接。
根据照明装置的至少一个实施例，每个端盖包括安装到散热器上的电绝缘壳体。具体地说，壳体可以包括塑料材料或由塑料材料构成。壳体可以是圆筒形的。壳体可以允许在触摸照明装置时防止触电。壳体还可以机械地稳定照明装置和/或提供用于将照明装置安装在灯座中的装置。
根据至少一个实施例，照明装置包括围绕散热器和照明组件的透明或半透明的管。例如，管包括玻璃或塑料材料或由玻璃或塑料材料构成。两个端盖经由管安装到散热器上。具体地说，端盖可以放置在管上。管中的照明组件可以经由驱动器板和/或电路板安装到管上。
此外，提供了一种用于组装照明装置的方法。优选地，使用该方法组装上述照明装置。也就是说，为该方法公开的所有特征也被公开用于照明装置，反之亦然。
该方法包括以下步骤：
a)将照明组件滑入散热器的T形槽挤出件中，使得照明组件和散热器沿着共同的主方向延伸；以及
b)在散热器的沿主方向的相反两端将两个端盖附接到散热器。
照明组件在径向方向上通过T形槽挤出件的突起以及在主方向上通过两个端盖而被机械地固定到散热器。
在组装过程期间，T形槽挤出件可以用作照明组件的引导件(或轨道)。因此，在组装过程期间可以不需要进一步的对准步骤。机械固定由突起和两个端盖提供。因此，不需要进一步的机械紧固件。
根据该方法的至少一个实施例，两个端盖的第一端盖包括LED驱动器和/或两个端盖的第二端盖包括电路板。步骤b)包括通过使用自动焊接工艺将照明组件电连接到电路板和/或驱动器板的步骤。对于焊接工艺，照明组件可以相对于电路板和/或驱动器板定位，使得电路板和/或驱动器板的板连接器邻接照明组件。可以通过简单地将电路板和/或驱动器板安装到散热器上来实现定位。板触头可以包括焊接材料，焊接材料可以通过加热板触头而连接到照明组件。
附图说明
在下文中将参考附图说明本发明的各个优选实施例。
图1A和图1B示出了现有照明装置。
图2A、图2B、图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图4C、图4D和图4E示出了根据本发明的照明装置和方法的示例性实施例。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本发明的各个优选实施例进行描述。这里，附图中相同、相似的元件或具有相同或相似作用的元件具有相同的附图标记。附图所示元件的图形和彼此之间的大小关系不应被视为是成比例的。相反，各个元件可以用夸大的尺寸来示出，以便更好地示出和/或更好地理解。
参考图1A和图1B的示意图，将详细地呈现现有照明装置1'。具体地说，现有照明装置1'不包括根据本发明的散热器20。图1A和图1B的现有照明装置1'可以是用于经典卤素灯(特别是R7卤素灯)的LED改装灯。
图1A和1B的现有照明装置1'均沿着主方向延伸，并且包括具有用于将现有照明装置1'连接到电源的电连接器31的两个端盖30。透明或半透明的玻璃管40围绕现有照明装置1'的照明组件10并且安装在两个端盖30之间。
在图1A中，现有照明装置1'的照明组件10沿着主方向定位，而在图1B中，具有发光二极管100的照明组件10沿着垂直于主方向z延伸的径向方向r定位。
图1B的现有照明装置1'还包括多个照明组件10，其中每个照明组件10包括多个发光二极管100并且沿着主方向z延伸。几个照明组件10沿横向方向θ垂直于主方向z彼此相邻地定位。
参考图2A的示意性侧视图和图2B的示意性截面图，详细说明根据本发明的照明装置1的示例性实施例。图2A示出了照明装置1的外部，图2B示出沿着主方向z切开的照明装置1。
照明装置1包括多个照明组件10，每个照明组件10包括多个发光二极管100。照明组件10连接到散热器20。照明组件10和散热器20沿着共同的主方向z延伸。照明组件10沿径向方向r围绕散热器20。
在径向方向r上，照明组件10和散热器20被半透明或透明的管40围绕。两个端盖30定位在散热器20的沿主方向z的相反两端。每个端盖30的壳体32放置在管40上，从而提供端盖30和/或端盖30的壳体32与管40的机械连接。每个端盖30包括电连接器31。
如图2B所示，端盖30可分为第一端盖301和第二端盖302。第一端盖301包括具有驱动器板341的LED驱动器34。第二端盖302包括电路板35。第一端盖301和第二端盖302都包括壳体32、电连接器31和引电器33。引电器33延伸穿过壳体32，并且分别提供电连接器31与电路板35和驱动器板341的电连接。
参考图3A的剖视图以及图3B和图3C的侧面透视图，详细说明根据本发明的照明装置1以及用于组装照明装置1的方法的示例性实施例。
图3A示出了用于照明装置1的散热器20的剖视图。剖视图是垂直于主方向z沿着径向方向r和横向方向θ截取的。散热器20包括多个第一冷却片21和多个第二冷却片22。第一冷却片21和第二冷却片22与散热器20的中心管24连接。沿着横向方向θ，第一冷却片21和第二冷却片22交替布置。每个第一冷却片21上连接有T形槽挤出件23。T形槽挤出件23适于容纳照明组件10。为了将照明组件10沿径向方向r机械地固定到T形槽挤出件23，T形槽挤出件23包括突起231。
图3B示出了用于组装照明装置1的方法的方法步骤。在所示的方法步骤中，照明组件10滑入到散热器20的T形槽挤出件23中。这里，每个照明组件10包括安装到载体101上的多个发光二极管100，载体101可以是电路板。
图3C示出了用于组装照明装置1的方法的进一步的方法步骤。在该步骤中，组装照明装置1的各部件。具体地说，照明组件10滑入到散热器20的T形槽挤出件23中并插入到半透明或透明的管40中。LED驱动器34和电路板35连接到散热器20和/或管40。此外，端盖30、301、302的壳体32放置在管40上，并且具有引电器33的电连接器31插入壳体32中。
参考图4A至图4E，详细说明根据本发明的照明装置1和用于组装照明装置1的方法的示例性实施例。
图4A示意性地示出了照明装置1的电连接的示例性实施例。照明组件10通过电连接元件11电连接到驱动器板341和电路板35。在图4A的示例性实施例中，照明组件10经由电连接元件11串联连接。此外，中性线N被连接到照明组件10。
图4B示出了根据照明装置1的示例性实施例的第一端盖301的放大图。第一端盖301包括壳体32、电连接器31、引电器33和LED驱动器34，LED驱动器34具有驱动器板341和插入式连接器342。LED驱动器34还包括多个电子元件，电子元件适于将由电源提供的电压和/或电流转换为照明组件10的工作电压和/或工作电流。插入式连接器342包括两根弹簧，引电器33定位在这两根弹簧之间。弹簧邻接引电器33，从而在引电器33与驱动器板341之间提供电连接。第二端盖302的电路板35也可以包括这样的插入式连接器342。
图4C、图4D和图4E分别示出了根据照明装置1的示例性实施例的第二端盖302的一部分的放大图。具体地说，示出了具有其电连接部的电路板35。为了将电路板35(进而将照明组件10)电连接到第二端盖302的电连接器31(未在图4C至图4E中示出)，电路板35也包括插入式连接器352。
电路板35还包括板触头351，照明组件10可以经由该板触头351电连接到电路板35。第一端盖301的驱动器板341也可以包括这样的板触头351。板触头351通过使用自动焊接工艺连接到相应的照明组件10，特别是连接到照明组件10的载体101。每个照明组件10可以连接到单个板触头351(图4C和图4E)或者连接到几个(特别是两个)板触头351(图4D)。例如，使用两个或更多个板触头351允许将照明组件10电连接到如图4A所示的电连接元件11并且同时连接到中性线N。
本发明不受基于实施例的描述的限制。相反，本发明包括任何新特征以及特征的任何组合，特别是包括专利权利要求中的特征的任何组合，即使该特征或该组合本身没有在专利权利要求或示例性实施例中明确详细说明。
附图标记列表
1 照明装置
1' 现有照明装置
10 照明组件
11 电连接元件
100 发光二极管
101 载体
20 散热器
21 第一冷却片
22 第二冷却片
23 T形槽挤出件
231 突起
24 中心管
30 端盖
301 第一端盖
302 第二端盖
31 电连接器
32 壳体
33 引电器
34 LED驱动器
341 驱动器板
342 插入式连接器
35 电路板
351 板触头
352 插入式连接器
40 半透明或透明的管
N 中性线
r 径向方向
z 主方向
θ 横向方向

Claims (15)

1.一种照明装置(1)，包括具有发光二极管(100)的照明组件(10)，所述照明组件(10)定位在散热器(20)的T形槽挤出件(23)中，
其中，所述照明组件(10)在径向方向(r)上通过所述T形槽挤出件(23)的突起(231)被机械地固定到所述散热器(20)。
2.根据权利要求1所述的照明装置(1)，包括两个端盖(30,301,302)，其中，所述照明组件(10)和所述散热器(20)沿着共同的主方向(z)延伸，所述端盖(30,301,302)定位在所述散热器(20)的沿所述主方向(z)的相反两端，并且所述照明组件(10)在所述主方向(z)上通过所述两个端盖(30,301,302)被机械地固定到所述散热器。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中，所述照明装置(1)没有机械紧固件和/或粘合剂。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中，所述散热器(20)包括中心管(24)，并且所述T形槽挤出件(23)经由所述散热器(20)的第一冷却片(21)安装到所述中心管(24)上。
5.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，包括分别定位在所述散热器(20)的至少两个T形槽挤出件(23)中的至少两个照明组件(10)，其中，所述散热器(20)的至少一个第二冷却片(22)定位在两个T形槽挤出件(23)之间。
6.根据权利要求4或5所述的照明装置(1)，其中，所述散热器(20)包括中心管(24)，沿着所述中心管(24)的外部区域均匀地布置有多个第一冷却片(21)和多个第二冷却片(22)。
7.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中，所述两个端盖(30,301,302)中的至少一个端盖包括具有电连接器(31)的引电器(33)，所述电连接器(31)经由插入式连接器(342,352)电连接到所述照明组件(10)。
8.根据权利要求7所述的照明装置(1)，其中，所述两个端盖(30,301,302)的第一端盖(301)包括LED驱动器(34)，所述LED驱动器(34)电连接到所述第一端盖(301)的所述电连接器(31)以及所述照明组件(10)。
9.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中，所述两个端盖(30,301,302)的第二端盖(302)包括沿所述径向方向(r)延伸的电路板(35)，所述电路板(35)电连接到所述第二端盖(302)的所述电连接器(31)以及所述照明组件(10)。
10.根据权利要求8或9所述的照明装置(1)，其中，所述电路板(35)和/或所述LED驱动器(34)的驱动器板(341)包括板触头(351)，所述板触头(351)从所述电路板(35)和/或所述驱动器板(341)的面向所述照明组件(10)的内侧突出，所述板触头(351)通过使用自动焊接工艺电连接到所述照明组件(10)。
11.根据权利要求9或10所述的照明装置(1)，包括分别定位在所述散热器(20)的至少两个T形槽挤出件(23)中的至少两个照明组件(10)，其中，所述至少两个照明组件(10)经由所述电路板(35)和/或经由所述驱动器板(341)彼此电连接。
12.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中，所述端盖(30,301,302)中的每一个端盖包括安装到所述散热器(20)上的电绝缘壳体(32)。
13.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，包括围绕所述散热器(20)和所述照明组件(10)的透明或半透明的管(40)，其中，所述两个端盖(30,301,302)经由所述管(40)安装到所述散热器(20)上。
14.一种用于组装照明装置(1)的方法，包括以下步骤：
a)将照明组件(10)滑入散热器(20)的T形槽挤出件(23)中，使得所述照明组件(10)和所述散热器(20)沿着共同的主方向(z)延伸；以及
b)在所述散热器的沿所述主方向(z)的相反两端将两个端盖(30,301,302)附接到所述散热器(20)，
其中，所述照明组件(10)在径向方向(r)上通过所述T形槽挤出件(23)的突起(231)以及在所述主方向(z)上通过所述两个端盖(30,301,302)而被机械地固定到所述散热器(20)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述两个端盖(30,301,302)的第一端盖(301)包括LED驱动器(34)和/或所述两个端盖(30,301,302)的第二端盖(302)包括电路板(35)，并且步骤b)包括通过使用自动焊接工艺将所述照明组件(10)电连接到所述LED驱动器(34)和/或所述电路板(35)。
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