DE10029069A1 - Leuchtkörper, Leuchtkörperanordnung und Verwendung des Leuchtkörpers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leuchtkörper (15), der ein Leuchtdioden-Lampenmodul mit einer Leiterplatte darstellt, wobei die Form von bekannten Glühlampen durch zwei halbrunde, auf der Unterseite der Leiterplatte angenietete Winkelbleche (12) sowie durch aus der Leiterplatte herausgebildete Führungsnasen (9) simuliert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Leuchtkörperanordnung mit dem Leuchtkörper (15) und einer für bekannte Glühlampen konzipierten Fassung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung des Leuchtkörpers (15). Der Leuchtkörper (15) hat den Vorteil, daß er ohne weitere Maßnahmen, insbesondere ohne einen Sockel anzusetzen, als Ersatzteil für Glühlampen, beispielsweise BA 15 D-Glühlampen, verwendet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leuchtkörper, der auf einer Sei­ te einen kreisförmigen Umriß und zwei aus dem kreisförmigen Umriß diametral hervorstehende Führungsnasen aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung mit dem Leuchtkörper. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung des Leuchtkörpers.

Es sind Leuchtkörper der eingangs genannten Art bekannt, die Glühlampen sind. Eine solche Glühlampe ist in Fig. 1 im schematischen Querschnitt dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Glühlampe 17 mit einem Glühdraht in einem Glasgehäuse, an das ein Sockel 1 angesetzt ist. Auf der dem Glasgehäuse gegen­ überliegenden Seite des Sockels 1 sind zwei Kontakterhebungen 3 angeordnet, welche in der in Fig. 1 gewählten Darstellung hintereinander liegen, wodurch nur eine Kontakterhebung 3 sichtbar ist. Der Sockel 1 weist einen kreisförmigen Umriß auf. Aus dem kreisförmigen Umriß des Sockels 1 stehen diame­ tral zwei Führungsstifte 2 hervor.

Die in Fig. 1 gezeigte Glühlampe ist bekannt unter dem Namen BA 15 D. Sie kann in eine entsprechende Standardfassung durch Einstecken des Sockels 1 in die Fassung und anschließendes Drehen des Sockels 1 um seine Längsachse mit einer Vier­ teldrehung befestigt werden. Während des Drehens rasten die Führungsstifte 2 in entsprechende in der Fassung vorgesehene Führungsstiftaufnahmen ein, wodurch die Kontakterhebungen 3 gegen entsprechende Kontaktfedern der Fassung gedrückt wer­ den. Auf diese Weise wird eine mechanische Fixierung der Glühlampe und eine elektrische Kontaktierung der Glühlampe erreicht. Die in Fig. 1 gezeigten Glühlampen werden insbe­ sondere in Signalleuchten in Industriemaschinen verwendet.

Die bekannten Glühlampen haben den Nachteil, daß der Glühfa­ den nur eine sehr beschränkte Lebensdauer aufweist. Damit ist eine beschränkte Lebensdauer der gesamten Glühlampe ver­ knüpft. Der Glühfaden wird insbesondere durch häufiges Ein­ beziehungsweise Ausschalten der Glühlampe und durch Vibratio­ nen belastet. Daher müssen die Glühlampen häufig ausgewech­ selt werden, wobei es zu Wartungsaufwand und Stillstandszei­ ten beziehungsweise Sicherheitslücken kommt.

Die genannten Nachteile der Glühlampen können in bekannter Weise durch die Verwendung von Leuchtdioden-Lampenmodulen um­ gangen werden. Dabei handelt es sich um eine Leiterplatte, auf der Leuchtdioden befestigt sind. Die Leuchtdioden haben den Vorteil, daß sie eine lange Lebensdauer unabhängig von häufigem Ein- oder Ausschalten beziehungsweise Vibrationen aufweisen.

Um solche Leuchtdioden-Lampenmodule verwenden zu können, wer­ den entweder die Fassungen der Signalleuchten speziell an diese Module angepaßt oder die Leuchtdioden-Lampenmodule wer­ den durch einen zusätzlichen Fertigungsschritt mit dem von den Glühlampen bekannten Standardsockel versehen.

Beide Vorgehensweisen haben den Nachteil, daß ein nicht uner­ heblicher Aufwand für den Einsatz der bekannten Leuchtdioden- Lampenmodule betrieben werden muß, der insbesondere viel Zeit und Geld kostet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Leucht­ körper auf der Basis wenigstens einer Leuchtdiode bereitzu­ stellen, der in Standardsteckfassungen für Glühbirnen ge­ steckt werden kann und der ohne das nachträgliche Anbringen eines Standardsockels auskommt.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch einen Leuchtkörper nach Anspruch 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfin­ dung, eine Leuchtkörperanordnung und die Verwendung des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung gibt einen Leuchtkörper an, der eine Platte mit kreisförmigem Umriß aufweist. Auf dieser Platte ist senkrecht zur Platte stehend ein flächiges Substrat befestigt. Auf dem Substrat ist wenigstens eine Leuchtdiode angeordnet. Die Platte weist auf der vom Substrat abgewandten Seite wenig­ stens zwei voneinander isolierte Kontaktbereiche auf, wobei die Leuchtdiode mit den Kontaktbereichen kontaktiert ist. Ferner weist der Leuchtkörper zwei aus dem kreisförmigen Um­ riß einander diametral gegenüberliegend hervorstehende Füh­ rungsnasen auf, die zwischen der Platte und der Leuchtdiode angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Leuchtkörper ist darauf zu achten, daß die Führungsnasen eine geeignete Länge und einen geeigne­ ten Abstand von der kreisförmigen Platte aufweisen, so daß sie zusammen mit der Platte das Einstecken und Drehen des Leuchtkörpers in eine für Glühlampen vorgesehene Fassung er­ möglichen.

Durch den erfindungsgemäßen Leuchtkörper ist es leicht mög­ lich, ein Leuchtdioden-Lampenmodul zu realisieren, das in seiner äußeren Form den bekannten Glühlampen soweit angenä­ hert ist, daß es anstatt einer Glühlampe in die dafür vorge­ sehene Fassung gesteckt werden kann. Insbesondere hat der er­ findungsgemäße Leuchtkörper den Vorteil, daß aus der Verwen­ dung einer Leuchtdiode eine wesentlich höhere Lebensdauer als bei einer Glühlampe resultiert.

Desweiteren hat die in dem erfindungsgemäßen Leuchtkörper verwendete Leuchtdiode den Vorteil, daß sie Licht nur bei ei­ ner bestimmten, innerhalb bestimmter Grenzen wählbaren Fre­ quenz abstrahlt. Da eine Glühlampe das Licht als weißes Licht abstrahlt, muß ein Großteil des Lichts durch farbige Filter ausgefiltert werden, um das für die Anwendungen im Signalbereich gewünschte Licht einer bestimmten Farbe zu erhalten. Daraus ergibt sich für den erfindungsgemäßen Leuchtkörper bei gleicher elektrischer Leistung eine wesentlich größere Licht­ menge in einem Wellenlängenintervall, als bei einer bei glei­ cher Leistung betriebenen Glühlampe. Somit kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers Energie gespart werden.

Es ist ferner ein Leuchtkörper besonders vorteilhaft, bei dem das Substrat eine Leiterplatte ist, wobei die Kontaktierung der Leuchtdiode mit den Kontaktbereichen durch die Leiterbah­ nen der Leiterplatte bewirkt ist.

Ein solcher Leuchtkörper hat insbesondere den Vorteil, daß auf extra zu installierende Drähte zwischen der Leuchtdiode und den Kontaktbereichen verzichtet werden kann, was Zeit und Kosten für die Herstellung des Leuchtkörpers einspart. Die Leiterplatte kann insbesondere eine Platte mit einer auf ih­ rer Oberfläche gedruckten Schaltung sein. Insbesondere kommt beispielsweise eine FR 4-Leiterplatte in Betracht, auf deren Vorder- und Rückseite 35 bis 70 µm dicke Kupferleiterbahnen durch strukturiertes Aufdrucken angebracht sind.

Ferner ist ein Leuchtkörper besonders vorteilhaft, bei dem die Leuchtdiode über eine elektronische Schaltung mit den Kontaktbereichen kontaktiert ist. Dabei erlaubt es die elek­ tronische Schaltung, eine an den Kontaktbereichen anliegende Versorgungsspannung, welche nicht der Betriebsspannung der Leuchtdiode entspricht, an die Betriebsspannung der Leucht­ diode anzupassen. Die elektronische Schaltung kann aus einer oder mehreren Komponenten bestehen und besonders vorteilhaft auf der Leiterplatte angeordnet sein.

Ein solcher Leuchtkörper hat den Vorteil, daß er flexibel für verschiedene Betriebsspannungen, beispielsweise 24 Volt oder 230 Volt, eingesetzt werden kann. Dies ist insbesondere von Bedeutung, da die Leuchtdiode typischerweise eine Betriebs­ spannung von lediglich wenigen Volt hat.

Darüber hinaus ist ein Leuchtkörper besonders vorteilhaft, bei dem die Leuchtdiode sowie die Komponente beziehungsweise die Komponenten der elektronischen Schaltung in Oberflächen­ montagetechnik auf der Leiterplatte aufgebracht sind. Dies setzt voraus, daß die Komponenten der elektronischen Schal­ tung oberflächenmontierbare Komponenten (SMD-Komponenten) sind.

Die Montage der Leuchtdiode beziehungsweise der Komponenten der elektronischen Schaltung in Oberflächenmontagetechnik hat den Vorteil, daß sie schnell und billig realisierbar ist. Mit ihrer Hilfe kann bei der Fertigung des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers auf die Standard-SMD-Technik beim Bestücken und Löten zurückgegriffen werden, wodurch eine aufwendige Sonder­ bestückung entfällt. Dadurch wird insbesondere die Herstel­ lung großer Stückzahlen des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers wirtschaftlich interessant.

Desweiteren ist ein Leuchtkörper besonders vorteilhaft, bei dem die Platte mit kreisförmigem Umriß aus zwei Winkelblechen zusammengesetzt ist. Dabei kommen insbesondere rechtwinklige Winkelbleche in Betracht, deren einer Schenkel einen halb­ kreisförmigen Umriß aufweist und deren anderer Schenkel zur Befestigung des Substrates dient. Die Winkelbleche sind elek­ trisch leitfähig und bilden somit gleichzeitig die voneinan­ der isolierten Kontaktbereiche. Sie können beispielsweise als Aluminiumbleche realisiert werden, die verzinnt und mit dem Substrat vernietet werden.

Die Befestigung des Substrates an den Winkelblechen erfolgt dergestalt, daß sich die halbkreisförmigen Umrisse der ent­ sprechend geformten Schenkel zu einem kreisförmigen Umriß er­ gänzen, wodurch eine Platte mit kreisförmigem Umriß auf einer Seite des Substrats gebildet wird.

Ein Leuchtkörper, bei dem die Platte mit kreisförmigem Umriß aus zwei Winkelblechen zusammengesetzt ist, läßt sich beson­ ders einfach und billig realisieren.

Ferner ist ein Leuchtkörper besonders vorteilhaft, bei dem horizontal abstrahlende und vertikal abstrahlende Leucht­ dioden auf beiden Seiten des Substrats angeordnet sind. Dabei werden besonders vorteilhaft die horizontal abstrahlenden Leuchtdioden am Substratrand und die vertikal abstrahlenden Leuchtdioden im Bereich der Substratmitte angeordnet. Ein solcher Leuchtkörper leuchtet in mindestens vier verschiedene Richtungen und bietet so eine gute Annäherung an das Leucht­ verhalten der bekannten Glühlampen. Insbesondere kann durch geeignete Wahl der Leuchtdioden auch eine bestimmte Leucht­ farbe des Leuchtkörpers eingestellt werden.

Die Erfindung gibt ferner eine Leuchtkörperanordnung an, die einen erfindungsgemäßen Leuchtkörper und eine Steckfassung für eine der eingangs genannten Glühlampen umfaßt. Die Plat­ te, die Kontaktbereiche und die Führungsnasen des erfindungs­ gemäßen Leuchtkörpers sind dabei so gestaltet, daß sie an die in die Steckfassung passende Glühlampe so angepaßt sind, daß der erfindungsgemäße Leuchtkörper anstelle der Glühlampe in die Steckfassung gesteckt und gleichzeitig mit dieser kontak­ tiert werden kann.

Die erfindungsgemäße Leuchtkörperanordnung hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Leuchtkörper ohne Austauschen der Fassung anstelle der bekannten Glühlampe in Signalleuchten verwendet werden kann.

Darüber hinaus gibt die Erfindung die Verwendung des erfin­ dungsgemäßen Leuchtkörpers als Ersatzteil für in Steckfassun­ gen bestückte Glühlampen an. Aufgrund der langen Lebensdauer der Leuchtdiode kann der erfindungsgemäße Leuchtkörper vor­ teilhaft als Ersatzteil für Glühlampen verwendet werden.

Desweiteren ist von Vorteil, daß aufgrund der speziellen Ge­ staltung des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers eine Anpassung der Fassung an den Leuchtkörper nicht notwendig ist. Die ur­ sprünglich für die Glühlampen verwendeten Fassungen können somit unverändert weiter verwendet werden, was einen hohen Aufwand für das Erstellen neuer Fassungen erspart.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.

Fig. 2 zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Leucht­ körper in Draufsicht.

Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Leuchtkörper aus Fig. 2 in einer Ansicht von unten.

Fig. 4 zeigt den erfindungsgemäßen Leuchtkörper aus Fig. 2 in Seitenansicht.

Fig. 5 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Leuchtkör­ peranordnung in Draufsicht.

Fig. 2 zeigt einen Leuchtkörper mit einem Substrat 5, auf dem Leuchtdioden 6 angeordnet sind. Mit dem Substrat 5 sind zwei Winkelbleche 12 mechanisch fest verbunden, von denen nur das vordere in Fig. 2 sichtbar ist. Der aus der Zeichenebene von Fig. 2 herausgebogene Teil des Winkelblechs 12 bildet einen Teil der Platte 4 mit kreisförmigem Umriß (vgl. Fig. 2). Das Substrat 5 ist in Form einer Leiterplatte ausgeführt, die eine Breite von etwa 18 mm und eine Höhe von etwa 30 mm aufweist. An der Stelle der nach innen gerichteten Einbuch­ tungen weist die Leiterplatte eine Breite von 16 mm auf.

Es sind auf dem Substrat 5 sowohl horizontal abstrahlende Leuchtdioden 13 als auch vertikal abstrahlende Leuchtdioden 14 angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß Licht in mehreren verschiedenen Richtungen abgestrahlt wird. Zusätzlich befindet sich auf dem Substrat 5 eine elektronische. Schaltung 10 mit Komponenten 11. Durch diese Schaltung kann die an der Platte 4 anliegende Spannung an die Betriebsspannung der Leuchtdioden 6 angepaßt werden.

Darüber hinaus weist der in Fig. 2 gezeigte Leuchtkörper Führungsnasen 9 auf, die durch Anbringen von Ausnehmungen aus dem Substrat 5 herausgebildet sind. Die Führungsnasen 9 er­ strecken sich zu beiden Seiten der Platte 4 und entsprechen den Führungsstiften der eingangs beschriebenen Glühlampe.

Fig. 3 zeigt das Substrat 5 mit auf der Ober- beziehungswei­ se der Unterseite angebrachten Winkelblechen. Die von dem Substrat 5 weggebogenen Teile der Winkelbleche bilden den er­ sten Kontaktbereich 7 beziehungsweise den zweiten Kontaktbe­ reich 8 zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung zwi­ schen einer Fassung und den Leuchtdioden. Die beiden Kontakt­ bereiche 7, 8 bilden zusammen die Platte 4 mit kreisförmigem Umriß. Ferner sind die seitlich aus dem kreisförmigen Umriß hervorstehenden Führungsnasen 9 in Fig. 3 zu erkennen.

Fig. 4 zeigt das Substrat 5 mit auf je einer Seite des Sub­ strats 5 angenieteten, rechtwinkligen Winkelblechen 12. Fer­ ner sind die horizontal abstrahlenden Leuchtdioden 13 zu er­ kennen. Zwischen den Leuchtdioden 13 und den Winkelblechen 12 sind die Komponenten 11 einer elektronischen Schaltung 10 zu erkennen.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Leuchtkörperanordnung mit einem erfindungsgemäßen Leuchtkörper 15 der in eine für Glüh­ lampen vorgesehene Fassung 16 gesteckt und mit dieser kontak­ tiert ist. Das in Fig. 5 gezeigte Beispiel zeigt zwei über­ einanderliegende Signalleuchten, wie sie zum Beispiel für In­ dustriemaschinen häufig verwendet werden. Dabei wird das ur­ sprünglich durch die bekannten Glühlampen erzeugte weiße Licht durch farbige Lampenschirme 18 so gefiltert, daß je­ weils eine Signalfarbe, beispielsweise rot oder grün, resultiert. Dementsprechend ist die Farbe des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichtes auf die Farbe des jeweiligen Lampen­ schirms 18 abzustimmen.

Um hier Irrtümer auszuschließen, ist es besonders vorteil­ haft, die erfindungsgemäßen Leuchtkörper 15 mit einer farbi­ gen Markierung zu versehen, die die Farbe des von den Leucht­ dioden abgestrahlten Lichtes angibt. Hierfür kommt beispiels­ weise ein entsprechend gefärbter Lötstopplack in Betracht. Ein Lötstopplack wird für die Herstellung des Leuchtkörpers in der Oberflächenmontagetechnik ohnehin benötigt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beispielhaft dar­ gestellten Ausführungsbeispiele, sondern wird in ihrer allge­ meinsten Form durch Anspruch 1 definiert.

Claims (8)

1. Leuchtkörper, umfassend eine Platte (4) mit kreisförmigem Umriß, auf der ein senkrecht zur Platte (4) stehendes, flächiges Substrat (5) befestigt ist,
bei dem auf dem Substrat (5) wenigstens eine Leucht­ diode (6) angeordnet ist,
bei dem die Platte (4) auf der vom Substrat (5) abge­ wandten Seite wenigstens zwei voneinander isolierte Kon­ taktbereiche (7, 8) aufweist,
bei dem die Leuchtdiode (6) mit den Kontaktbereichen (7, 8) kontaktiert ist und
der zwei aus dem kreisförmigen Umriß diametral hervor­ stehende, zwischen der Platte (4) und der Leuchtdiode (6) angeordnete Führungsnasen (9) aufweist.

2. Leuchtkörper nach Anspruch 1, bei dem das Substrat (5) eine Leiterplatte ist und bei dem die Kontaktierung der Leuchtdiode (6) mit den Kon­ taktbereichen (7, 8) durch die Leiterbahnen der Leiter­ platte bewirkt ist.

3. Leuchtkörper nach Anspruch 2, bei dem die Leuchtdiode (6) über eine auf der Leiterplat­ te angeordnete, ein- oder mehrkomponentige elektronische Schaltung (10) mit den Kontaktbereichen (7, 8) kontak­ tiert ist, die es erlaubt, eine an den Kontaktbereichen (7, 8) anliegende, von der Betriebsspannung der Leucht­ diode (6) abweichende Versorgungsspannung an diese Be­ triebsspannung anzupassen.

4. Leuchtkörper nach Anspruch 3, bei dem die Leuchtdiode (6) und die Komponenten (11) der elektronischen Schaltung (10) in Oberflächenmontagetech­ nik auf der Leiterplatte aufgebracht sind.

5. Leuchtkörper nach Anspruch 1 bis 4, bei dem die Platte (4) mit kreisförmigem Umriß aus zwei rechtwinkligen, elektrische leitfähigen Winkelblechen (12) zusammengesetzt ist, bei dem jeweils ein Schenkel der Winkelbleche (12) einen Kontaktbereich (7, 8) bildet und einen halbkreisförmigen Umriß aufweist und bei dem das Substrat (5) so an dem jeweils anderen Schenkel der Winkelbleche (12) befestigt ist, daß sich die halbkreis­ förmigen Umrisse zu einem kreisförmigen Umriß ergänzen.

6. Leuchtkörper nach Anspruch 1 bis 5, bei dem jeweils am Substratrand horizontal abstrahlende Leuchtdioden (13) und jeweils in der Substratmitte verti­ kal abstrahlende Leuchtdioden (14) auf beiden Seiten des Substrats (5) angeordnet sind.

7. Leuchtkörperanordnung mit einem Leuchtkörper (15) nach Anspruch 1 bis 6 und einer Steckfassung (16) für Glühlam­ pen (17), bei der die Platte (4), die Kontaktbereiche (7, 8) und die Führungsnasen (9) so gestaltet sind, daß sie an eine in die Steckfassung (16) passende Glühlampe (17) angepaßt sind und bei der der Leuchtkörper (15) in die Steckfassung (16) gesteckt ist.

8. Verwendung eines Leuchtkörpers nach Anspruch 1 bis 6 als Ersatzteil für in Steckfassungen (16) bestückte Glühlam­ pen (17).